简单、高效串联谐振逆变电源研究

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串联谐振充电原理

串联谐振充电原理
串联谐振充电是一种利用谐振电路进行高效能量转移和充电的
原理。

它基于串联谐振电路的电容和电感的相互作用。

首先，串联谐振充电需要一个谐振电路，其中包括一个电容器和一个电感器，它们按特定的频率进行振荡。

在充电过程中，电源通过一个开关连接到谐振电路，而电容器的电压逐渐增加。

当开关关闭时，电感器开始释放存储的能量，此时电容器会开始接收这部分能量并进行充电。

在串联谐振电路中，当电容器和电感器的谐振频率与输入信号的频率相匹配时，能量传输效率最高。

在这种情况下，能量会以很高的速率在电容器和电感器之间来回传递，实现能量的高效转移和储存。

最终，当电容器充电到所需电压时，充电过程停止。

通过调整电源的开关状态以及谐振电路的频率和参数，可以实现有效的能量转移和充电。

需要注意的是，串联谐振充电是一种特定的充电方式，适用于特定的应用场景。

实际的设计和应用可能需要更多的电路控制和保护措施，以确保安全和稳定的充电过程。

串联谐振逆变电源研究

串联谐振逆变电源研究串联谐振感应加热电源在中小功率场合的应用极其广泛.串联谐振电源调功有直流调功和逆变调功两种方式.逆变侧调功方式有:脉冲频率调制,移相调功,脉冲密度调制.脉冲频率调制方式和移相调功方式.功率变化时负载的功率因素和开关频率都会发生改变.在功率很小的情况下,负载功率因数低,电源效率低.为了提高效率,有学者提出了脉冲密度调制方式,即通过调节向负载输出能量的时间比.使负载在一定的时间内自由震荡,达到调节逆变器输出功率的目的.功率变化时,感应加热电源的输出功率的目的,功率变化时,感应加热电源的输出功率因数不发生改变,始终接近1.开关损耗小、电源效率高。

但是这种调功方式电路实现复杂。

针对这个缺点，本文提出了时间分割法调制功率调节方式。

时间分割法调制可以确保逆变器电源工作在定频和定压状态。

而且实现简单、使用简单的模拟电路就可以实现。

为了实现频率自动跟踪。

本文给出了一种快速、准确、简单的频率跟踪电路。

电路结构及工作原理图1 所示为串联谐振逆变电源主电路示意图。

时间分割法调制方式是通过控制向负载输送能量的时间来控制功率。

简言之即在时间周期T 内, 电源向负载输送能量的时间为t 在时间t ～T 内不向负载输送能量, 通过改变时间t 来调节功率输出。

输出功率P =tPo/ T , Po 为电源输出额定功率。

T 的大小根据实际负载情况而定。

时间分割法调制方式控制串联谐振逆变电源开关工作模型见图2 。

控制电路图3 所示为时间分割法功率调制方式串联谐振电源控制电路图。

Pref 为给定功率, 直流侧电压Ud 和直流输入电流I d的乘积为功率反馈, PI 调节器的输出与锯齿波进行比较从而控制周期T 内芯片8 脚高电平的时间t 。

频率自动跟踪电路实际应用中串联谐振电源多工作在高端失谐状态,输出电流的相位滞后于电压相位。

开关管零压开通,开关管的关断电流取决于电压超前电流的相角θ, θ大关断电流大, θ小关断电流小。

串联谐振耐压试验系统自动调频电源的研究

此时回路谐振。感抗和容抗互相抵消．于是得到品质因数：
ｐＵ／＝ｄ＝ＰＷｔＬＲ＝／＝ｃｕｕＵＷｊ＝ｏ／Ｘ￣Ｃ／ｏＲ
式中￡／ —一励磁变压器输出电压有效值
，
（）１
￡—— 谐振时电容电压和电感电压的有效值＾
— —
，
谐振时电感和电容的无功功率
Ｐ一
谐振时电源提供给电阻的有功功率
当ＣＯ０２，，＝０Ｒ＝０￣时，振频率，＝．ｐＬ８Ｈ，４０６Ｆ谐＝＝
７Ｈ．可达到１ｚＱ
８Ｏ以上．因此逆
变电源输出较小
的有功容量就能
瑾口
（ａｈｎｎｅｉｉｃｎｅｈｏｏｙＷｕａ３０４Ｃｉ）ＨｕｚｏｇＵｉｒｔｏＳｅｅａｄＴｃｎｌ，ｈ４０７，ｈｎｖｓｙｆｃｎｇｎａ
ＡｂｔａｔＡｆｅｕｎｙｔｎｄｐｗｒｓｐｌｒＡｓｒｃ：ｒｑｅｃ —ｕｅｏｅｕｐｙｆＣＲＦｓｓｅｉｉｔｄｃｄｉｈｓｐｐｒｈｎｐｌｒｔＰＭｔｔ— ｏｙｔｍｓｎｒｕｅｎｔｉａｅ．ｅｕｉｏａｉＳＷｏＴｙｓｒｅａｇｓａｐｉｄｉＰｃｎｒｌｒｆｒａｈｅｉｇｗｉｅｆｑｅｃａｇｆｕｐｔｖｌｇ．ｓｄｏＴｌｏｉｍｎｔｅｓｎＹｉｐｌｎＤＳｏｔｌｏｃｉｖｎｄｒｕｎｙｒｎｅｏｔｕｏｔｅＢａｅｎＤＦａｇｒｔｉｈｙ — ｅｏｅｅｏａｈ

LLC串联谐振全桥DCDC变换器的研究

LLC串联谐振全桥DCDC变换器的研究LLC串联谐振全桥DC/DC变换器的工作原理是将全桥拓扑结构与LLC 谐振拓扑结构相结合。

变换器的输入端采用全桥结构，输出端采用谐振电路结构。

在输入端，通过控制两个辅助开关的开通和关闭，实现了相对零电压开关和相对零电流开关。

在输出端，谐振电路由电容、电感和电阻构成，通过控制开关管的导通和关断，实现了谐振振荡。

通过这样的工作原理，LLC串联谐振全桥DC/DC变换器可以实现高效率的功率转换。

LLC串联谐振全桥DC/DC变换器具有一系列优点。

首先，由于采用了全桥结构，输入电压范围广泛，可以适应各种不同的电源。

其次，由于采用了LLC谐振结构，能够实现高效并且低噪音的输出。

此外，该变换器还具有可调性好、响应速度快、波形质量高、设计简单等优点。

在研究LLC串联谐振全桥DC/DC变换器时，可以从以下几个方面进行深入研究：1.拓扑结构设计：根据应用需求，设计适合的LLC串联谐振全桥DC/DC变换器拓扑结构，选择合适的电阻、电容和电感等元器件。

2.开关管选择与控制：选择合适的开关管，并设计合理的开关管控制策略，实现零电流开关和零电压开关。

3.谐振电路设计：设计合适的谐振电路，包括电容、电感和电阻的参数选择，以及谐振频率和谐振频率范围的确定。

4.功率转换效率研究：研究LLC串联谐振全桥DC/DC变换器的功率转换效率，分析其与输入电压、输出电压、负载等因素的关系，优化变换器性能。

5.控制策略研究：研究合适的控制策略，实现LLC串联谐振全桥DC/DC变换器的稳定工作，提高系统动态响应性能。

除了理论研究，还可以进行仿真和实验验证。

利用软件仿真工具，如Matlab/Simulink、PSIM等，进行LLC串联谐振全桥DC/DC变换器的性能分析和优化。

并且利用实验平台，搭建LLC串联谐振全桥DC/DC变换器的实验系统，验证理论研究成果的正确性。

总结来说，LLC串联谐振全桥DC/DC变换器是一种高效率、高性能的直流-直流变换器。

串联谐振逆变器分析

串联谐振逆变器分析串联谐振逆变器如图2一1所示,补偿电感和负载等效参数和串联后作为逆变桥的负载,图中为补偿电感或变压器漏感,、为包含负载在内的负载等效电阻和电容。

串联谐振逆变器通常由电压源供电,电压源由整流器加一个大电容构成。

由于电容值较大,可以近似认为逆变器输入端电压固定不变。

交替开通和关断逆变器上的可控器件就可以在逆变器的输出端得到交变的方波电压,其电压幅值取决于逆变器的输入端电压值,频率取决于器件的开关频率。

根据负载电压和电流的相位关系,串联逆变器可以工作在三种工作状态感性、容性和串联谐振。

在串联逆变器中,为了避免开关器件因短路电流而损坏,在开关器件换流过程中,上下桥臂的开关管应留有死区时间,防止发生直通。

并联谐振逆变器分析并联谐振逆变器如图2一2所示,补偿电感和负载等效参数和并联作为逆变器的负载,电路中串联的大电感场保证负载电流是恒定的,不受负载阻抗变化的影响。

当负载功率因数不是时,负载的无功电压分量便会加在开关器件上,为了避免开关器件承受反向电压而损坏,必须串联快速二极管。

根据负载电压和电流的相位关系,并联逆变器可能工作在三种工作状态感性、容性和谐振状态。

串并联谐振逆变器比较串联谐振逆变器和并联谐振逆变器的差别源于它们所用的振荡电路的不同,前者使用、、串联,后者是、和并联,由两种逆变器拓扑、电路特性及波形上分析,两种电路具有对偶的性质,相比于并联谐振逆变器,串联谐振逆变器具有以下特点和优点。

串联谐振逆变器的特点直流侧为电压源,或并联大电容,相当于电压源。

直流侧电压基本无脉动。

由于直流电压源的钳位作用,交流侧输出电压为矩形波,并且与负载阻抗角无关而交流侧输出电流波形和相位因负载阻抗情况的不同而不同。

对串联谐振负载而言,其输出电流波形为正弦波。

当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率,直流侧电容起缓冲无功能量的作用。

为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道,逆变桥各臂都并联了反馈二极管。

电压型逆变器与电流型逆变器比较,优点如下电路结构简单,启动容易电压型逆变器可以采用移相控制,通过调节移相角的大小来调节输出电压,就可以达到调节输出功率的目的。

大功率电磁炉串联谐振型逆变器设计与研究的开题报告

大功率电磁炉串联谐振型逆变器设计与研究的开题报告尊敬的评委老师：我是xxx，我所选的课题是大功率电磁炉串联谐振型逆变器设计与研究，现准备给大家做一个开题报告。

一、研究背景及意义电磁炉是一种新型的烹饪器具，它不像传统的明火烧炉，而是采用电磁感应技术，通过电磁场加热食物。

电磁炉具有高效节能、快速加热、精准控温等优点，被广泛应用于家用烹饪和餐饮业。

但是，传统的电磁炉往往存在功率低、发热效率不高、易受电压波动影响等问题，这些问题的存在限制了电磁炉的发展。

针对这些问题，本研究提出了通过串联谐振型逆变器设计来提高电磁炉的功率和发热效率的方案。

二、研究内容与目标本研究的主要内容是设计一种可调输出电流的串联谐振型逆变器，并将其应用于大功率电磁炉中。

具体研究目标包括：1. 设计串联谐振型逆变器的电路结构及控制算法。

2. 对设计的逆变器进行仿真，分析其输出电流、电压等性能指标。

3. 搭建实际电路，验证仿真结果，对运行效果进行测试。

4. 结合大功率电磁炉设计，研究逆变器在电磁炉中的应用性能。

三、研究方法1. 理论研究：主要是通过对串联谐振型逆变器的原理进行深入探究，分析其电路结构及控制策略。

2. 仿真研究：使用Matlab/Simulink等软件对设计的逆变器进行建模和仿真，并分析其性能指标。

3. 实验研究：搭建实际电路，对设计的逆变器及其在电磁炉中的应用进行测试和分析。

四、预期成果与意义通过本研究，预期取得以下成果：1. 设计出一种可调输出电流的串联谐振型逆变器，具有高效、可靠、稳定等特点。

2. 通过仿真和实验验证，分析逆变器的输出电流、电压、功率等性能指标，并对其应用于大功率电磁炉中的效果进行分析。

3. 为电磁炉的发展提供新的技术方案，具有一定的应用价值和推广意义。

五、研究计划1. 第一阶段（前期准备）：完成文献调研，熟悉相关理论和技术方法，确定研究方向和内容。

2. 第二阶段（电路设计和仿真）：设计串联谐振型逆变器的电路结构，通过仿真和分析获得具体的性能指标。

串联谐振逆变器

串联谐振逆变器串联谐振逆变器是恒压源供电，为避免逆变器的上、下桥臂晶闸管同时导通，造成电源短路，换流时，必须保证先关断，后开通。

即应有一段时间(t)使所有晶闸管（其它电力电子器件）都处于关断状态。

此时的杂散电感，即从直流端到器件的引线电感上产生的感生电势，可能使器件损坏，因而需要选择合适的器件的浪涌电压吸收电路。

此外，在晶闸管关断期间，为确保负载电流连续，使晶闸管免受换流电容器上高电压的影响，必须在晶闸管两端反并联快速二极管。

为避免滤波电抗Ld上产生大的感生电势，电流必须连续。

也就是说，必须保证逆变器上、下桥臂晶闸管在换流时，是先开通后关断，也即在换流期间(tγ)内所有晶闸管都处于导通状态。

这时，虽然逆变桥臂直通，由于Ld足够大，也不会造成直流电源短路，但换流时间长，会使系统效率降低，因而需缩短tγ，即减小Lk值。

串联谐振逆变器的工作频率必须低于负载电路的固有振荡频率，即应确保有合适的t时间，否则会因逆变器上、下桥臂直通而导致换流的失败。

并联逆变器的工作频率必须略高于负载电路的固有振荡频率，以确保有合适的反压时间t，否则会导致晶闸管间换流失败；但若高得太多，则在换流时晶闸管承受的反向电压会太高，这是不允许的。

串联谐振逆变器的功率调节方式有二：改变直流电源电压Ud或改变晶闸管的触发频率，即改变负载功率因数cosφ。

并联逆变器的功率调节方式，一般只能是改变直流电源电压Ud。

改变cosφ虽然也能使逆变输出电压升高和功率增大，但所允许调节范围小。

串联谐振逆变器在换流时，晶闸管是自然关断的，关断前其电流已逐渐减小到零，因而关断时间短，损耗小。

在换流时，关断的晶闸管受反压的时间(t+tγ)较长。

逆变器的输入电压恒定，输出电压为矩形波，输出电流近似正弦波，换流是在晶闸管上电流过零以后进行，因而电流总是超前电压一φ角。

从负载谐振方式划分，可以为并联逆变器和串联谐振逆变器两大类型，下面列出串联谐振逆变器和并联逆变器的主要技术特点及其比较：串联谐振逆变器和并联逆变器的差别，源于它们所用的振荡电路不同，前者是用L、R和C串联，后者是L、R和C并联。

APLL在串联谐振式逆变电源中的应用研究

ＰＤ是相位比较装置，它把输入信号（）￡与压控振荡器输出信号ｕ（）ｏ相位进行比较，产生对应于两信号相位差的误差电压（）￡。
收稿日期：０８０ — ６２０ — ４２；修回日期：０８０ — ２２０ — ５２作者简介：吴卫华（９１）男，１８一，江苏东台人，江苏技术师范学院数理学院助教，硕士，主要研究方向为电气装备及控制、电力电子技术及其应用。
１锁相环原理
锁相环是一个能够跟踪输入信号相位的闭环自动控制系统，目的是实现输出和输入信号的同步。锁
相环的特点是跟踪固定频率的输入信号时无频差，跟踪频率变化的输入信号时精度很高。锁相环电路在
电力电子技术应用、微电子、无线电技术等领域中得到广泛的应用Ｉ】３。．４
６２
江苏技术师范学院学报（然科学版）自
第１４卷
ＬＦ的作用是滤除误差电压（）Ｐｆ中的高频成分和噪声，以保证环路所要求的性能，增加环路的稳定
性。常用的环路滤波器有ＲＣ积分滤波器、源比例积分滤波器和有源比例积分滤波器三种。无
在逆变电源中的应用具有一定的可行性和有效性。关键词：模拟锁相环；串联谐振；逆变电源；Ｃ４４；ｐｐｃＤ０６ｓｉｅ中图分类号：Ｍ４４Ｔ６文献标识码：Ａ文章编号：１７ — ２２２０）２０６ — ６６４２２（０８０ — ０１０
（）Ｕ（）两个信号的相位差经过低通滤波器后得到一个平均电压（）这个平均电压朝着减小ＶＯ￡和ｏ，ｔｔ，Ｃ

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摘要：，针对脉冲密度调制功率调节方式实现复杂的缺点提出了基于时间分割法的串联谐振逆变电源功率调节方式该方法可确保串联谐振逆变电源输出电压频率和幅值恒定开关管工作在零压开通和近似零电流关断状态，，，，；，。开关损耗小电源效率高同时给出了相应的频率自动跟踪电路详细分析了其工作原理时间分割法功率调节方。，式尤其适合于负载要求串联谐振逆变电源的输出电压频率和幅值恒定的场合电源长期运行结果表明所提功率、、、、。调节方式和频率自动跟踪电路具有简单可靠高效成本低工程应用价值高等优点关键词串联谐振逆变电源时间分割法调制频率自动跟踪相位补偿：；；；；中图分类号献标志码章编号：：：（）ＴＭ７６１．２３文Ａ文１００３６５２０２００８０１０１８７０４
，１１２３１徐应年赵阳黄友桥康勇，，，（，；，；华中科技大学电气与电子工程学院武汉湖北工业大学电气与电子工程学院武汉１．４３００７４２．４３００６８，）武昌造船厂武汉３．４３００６０
第卷第期３４１年月２００８１
ＨｉｈＶｏｌｔａｅＥｎｉｎｅｅｒｉｎｇｇｇｇ
高电压技术
Ｖｏｌ．３４Ｎｏ．１ · Ｊａｎ．２００８· １８７
简单高效串联谐振逆变电源研究、
引言０串联谐振感应加热电源在中小功率场合的应用［］１极其广泛串联谐振电源调功有直流侧调功和逆。变侧调功两种方式逆变侧调功方式有脉冲频率调，：［］２制（），移相调功ｕｌｓｅｆｒｅｕｅｎｃｍｏｄｕｌａｔｉｏｎＰＦＭｐｑｙ［，，］１３４（），脉冲密度ｈａｓｅｓｈｉｆｔｉｎｏｗｅｒｒｅｕｌａｔｉｏｎｐｇｐｇ［］５１４（）。调制脉冲频ｕｌｓｅｄｅｎｓｉｔｍｏｄｕｌａｔｉｏｎＰＤＭｐｙ率调制方式和移相调功方式功率变化时负载的功，，率因数和开关频率都会发生改变在功率很小的情，，。负载功率因数低电源效率低为了提高效况下
国家自然科学基金重点项目：（）。基金资助项目５０２３７０２０ＰｒｏｅｃｔＳｕｏｒｔｅｄｂＮａｔｉｏｎａｌＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＦｏｕｎｄａｔｉｏｎｏｆｊｐｐｙ（）Ｃｈｉｎａ５０２３７０２０．
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