当前位置:首页>行业资讯>技术应用>资讯内容

采用无损吸收Ck变换电路的高效太阳能电池稳压器

发布日期:2017-08-11 来源: 中国太阳能热水器网 查看次数: 1293 作者:[db:作者]

核心提示:  采用无损吸收Clk变换电路的高效太阳能电池稳压器刘文华,朱永强,宋强(清华大学电机工程与应用电子技术系,北京100084)能电池用-来寸5作为不停c电哝的铅酸免维护电blishHousEafl嘴碟

  采用无损吸收Clk变换电路的高效太阳能电池稳压器刘文华,朱永强,宋强(清华大学电机工程与应用电子技术系,北京100084)能电池用-来寸5作为不停c电哝的铅酸免维护电blishHousEafl嘴碟gcb.ta.1邮y/ww.cnkUbookmark1大,对多数负载不能直接使用。该文提出了采用新型的无损耗吸收Clk变换电路来实现太阳能电池稳压,通过限制反向恢复电流的d//dz和开关菅关断电压的dv/dt来减小该变换电路的开关损耗和电磁干扰。分析了该无损吸收Clk变换电路的工作原理,给出了变换电路参数设计方法,并采用该变换电路设计了一台直流1kWf 48V太阳能电池稳压器。

  试验结果表明,满载时该稳压器效率高达87.4%文中也给出了采用同样吸收电路的Sepic变换电路。

  56:A由于太阳能电池的端电压随太阳光的强弱在较大范围内变化而对多数负载不能直接使用,限制了太阳能电池的广泛应用。如在电力微波通信站,太阳(48V)充电(在交流电源掉电时)但太阳能电池端电压随太阳光的强弱在30V到90V间变化,这对被充电电池很不利因此,需要一种稳压器来实现电池的稳压稳压器应有升压和降压作用,因此可选择Clk变换器来实现稳压器。

  由续流二极管反向恢复引起的主开关开通冲击电流及主开关管关断时的dv/dt,造成普通(k变换器存在较大的开关损耗及电磁干扰(EMI)噪音。

  有源吸收电路通过辅助开关的作用可有效解决以上问题,但使得电路及控制变得复杂一种新型的无源吸收电路可以有效地减小开关损耗及EMI噪音,且不需辅助开关,也不造成额外损耗本文将这种新型的无损吸收电路应用于Clk变换器,对其工作原理及参数设计进行了详细分析,并用该变换器实现了直流输入范围30~90V直流48V输出、功率1kW的可并联运行的太阳能电池稳压器模块,测试结果表明满载运行时稳压器效率高达87.物。这种稳压器可广泛应用于微波通信等使用太阳能电池的领域Clk变换器原理Clk变换器的电路原理图开关S导通时,电容C上的电压使D1管反偏置,D1截止。电源对电感L1充电,使电感L1储能增加;电容G通过主开关向负载和电感L2传输能量,负载获得反极性电压:2002-05-28开关S1关断时,电感L1和L2上的电流使极管Di导电源通过电感Li对电容Ci充电由电感L2上的储能通过二极管Di对负载供电。

  电路的输出电压Vo和输入电压Vi关系为调节Si的占空比D,即可改变输出电压,因此k电路的输出电压范围很大2无损吸收CJik变换器原理在S开通时,Di的反向恢复电流di/dt被吸收电感Ls限制,使Si开通及Di关断损耗减小。在Si关断时,Si的关断电压上升速度因吸收电容CS2的存在而减小,从而减小了Si的关断损耗,也减小了EMI噪音Di也实现电压为零时的开通和关断。吸收电路的储能最终通过Cs向Ci和C放电而释放,没有造成能量损耗。

  2.2等效电路分析为分析工作过程,假设13:i)输出电容足够大,输出电压恒定且无纹波;2)输入电压恒定;3)储能电感Li远大于吸收电感Ls借鉴中ZVS变换器的分析思路|>51,工作周期可分为下列阶段,等效电路如所示。

  阶段1t时刻,Si开通。Di关断有反向恢复过程Ls限制其di/dt,减少EMI和Di关断损耗反向恢复电流不经过Si,Si开通损耗减小。Ls电流为其中If⑴为来自Li和L2的正向导通电流开关焱4电流等于盈充电ic电流与afe.i电流之和和blishingHM个开关周期内工作过程的等效电路inetbookmark4阶段2ti时刻,Di断开。Ci上电压使二极管D3自然导通,形成谐振回路Ci-Si~Cs2-D3~Csi-LsDi电压上升速度受Cs2Csi抑制,实现ZVS关断振D2自然导通,CS2电压保持恒定LS通过谐振回路Ls-2-D3Csi对Csi充电。D2D3使Ls和Csi的谐振是单向的。t3时刻,1LS=谐振结束。Ls的储能全部转移到Csi中,此时Csi电压最大:此后Csi电压、LS中电流保持不变电路工作状态与普通(Jk电路Si开通后的状态相同。

  阶段4t4时刻,Si断开。LiL2电流均通过D2使C2放电D3D4被CS2电压反偏置截止Si漏源电压等于V-VcS2,CS2限制了Si的dv/dt时刻,CS2电压降为0,D3 D4自然导通Ls电压等于Vcsi,电流上升。Cs赦电。

  继续使CS赦电。Vcs限制dv/dt,使Di得以零电压Di自然导通Csi的全部能量转移到Ci和Co此后工作状态和普通CJk电路Si关断后的状态相同由上述分析可知,谐振电感的电流、谐振电容和缓冲电容的电压,在一个周期中均能减到0,能量不消耗,也不积累同时,谐振电感和谐振电容限制了主电路的开关损耗,从而提高了电路的效率。

  2.3参数设计吸收电感Ls,吸收电容Csi和Cs是3个主要元件,设计其参数时需遵循以下原则:阶段6,D2D3必须在Csi电压降为0之前自然关断,否则残余电流会使D2D3D4在Si关断期间一直导通这要求有较大的反向恢复电流(Irr)或CS2元件名参数表2给出了采用与不采用无损吸收电路时各种工况下测得的稳压器效率对比(输出电压48V,输出功率ikW)可见,采用无损吸收电路后,变换器效率明显提高此外,在输出端测得的高频杂音也明显减小。

  分别采用两种转速控制器,突加负载时的实验波形速降,提高了动态响应,从而改善了整个三电平系统的调速性能

网友评论

共有0条评论
马上注册
鲁公网安备 37030402000385号