摘要：随着电力电子技术的不断发展,超高频(30~300MHz)功率变换器逐渐成为研究热点。超高频功率变换器能有效减小系统无源元件的数值与体积,极大地提高系统的功率密度。传统的研究主要针对固定负载进行逆变器的参数设计,且基于此方法设计的变换器参数敏感度很高,然而实际场景下逆变器的负载会在一个宽范围内变化,这就对超高频变换系统的高效运行提出了挑战。该文主要针对这种宽负载超高频变换系统的谐振参数与匹配网络进行综述,介绍并比较目前超高频功率变换器的参数设计方法,同时讨论分析适用于超高频功率变换器的阻抗变换与压缩网络结构,为宽负载范围超高频功率变换器高效运行的后续研究提供理论参考。

摘要：该文设计一种具有准零相位差同步驱动信号的10 MHz DC-DC功率变换器,通过设计逆变器输出电压与整流器输入电压近似同相位,整流器和逆变器可以采用同一驱动信号,简化了同步整流开关管的控制难度,实现了10 MHz下可靠、简洁的同步整流控制。同时,为满足主拓扑要求,构建具有二次侧准无漏感特性的嵌套环形3D变压器,大大减少了传统变压器二次侧漏感对于同步整流控制的影响,并提出由多个印制电路板(PCB)结合来制作嵌套环形3D变压器的方法。最终,设计了一台48 V输入、12 V/28 W输出的实验样机,实验结果验证了所提出的控制方法和数值设计方法的可行性。

摘要：该文基于开关电容结构与谐振网络单元的优势,提出适用于宽增益范围的模块化可重构单级DC-DC变换器,可根据输入电压范围来选择串入模块的数量,从而达到等效压缩谐振单元输入电压范围的目的,实现了变换器在宽增益范围内的高效率。同时,为了减小器件并联带来的不均流和局部过热等问题,该文设计了一种磁集成结构以代替传统采用分立磁心实现的平面矩阵变压器,并对比展示了所提出磁集成结构在变压器总损耗与功率密度上的优势,同时还给出了所提出磁集成结构变压器的损耗计算模型及其优化设计的方法。最后针对宽增益场景设计了输入电压为200~400V,额定功率500W的样机,验证了拓扑以及磁结构的有效性和正确性。

摘要：针对多中继无线电能传输(wireless power transfer,WPT)系统传输特性不明确,一体化中继线圈难以构建等问题,文中研究一种基于平面线圈的自补偿多中继WPT系统,可应用于高压输电系统数据采集模块供电等领域,能够有效提升传输效率。首先分析不同中继线圈个数条件下多中继系统在串联及其他补偿条件下的恒压或恒流输出特性;其次,阐明印刷电路板(printed circuit board,PCB)自补偿线圈中电感、电容参数设计方法;以优化线圈电阻为目标,提出一种设计PCB自补偿线圈的方法;最后,搭建一套基于PCB自补偿线圈、工作频率为1.67MHz、总传输距离为1.1m的多中继WPT系统实验平台。实验结果表明,所提方法能够有效改善多中继WPT系统性能。

摘要：基于单级LED路灯照明驱动器的系统分为恒压和恒流电路两部分,恒压部分由Buck-Boost与Flyback电路通过共用开关管的形式得到,由于其将两级集成为一级,降低了系统的成本,提高了可靠性以及效率;恒流部分采用基于峰值电流控制模式的PWM控制方式,此处采用Boost升压结构,减少了LED列数,提高了系统效率。本文详细分析了系统的工作状态,给出所提系统的理论分析以及设计过程,同时进行相应的仿真分析。所制作的100W实验样机表明,所提恒压电路可实现功率因数校正作用且其功率因数高达0.99,效率在满载时大于80%。

摘要：高频变换器中通常采用谐振整流器来保证变换器的效率和性能,但目前高频整流器的设计方法多是基于试验法,这种方法不仅耗时而且很难实现系统参数的最优化。因此从理论分析和数值分析入手,就电流驱动型class E整流电路的设计提出了一种系统且高效的设计方法。同时,通过这种设计方法的优化,可以保证整流器的输入等效阻抗近似呈阻性。基于这种设计方法,搭建了20 MHz DC/DC变换器样机,证明了该设计方法的可行性,且系统效率可达81.5%。

摘要：提出了一种具有软开关特性的串联电容型高频高增益双向DC-DC变换器。在传统基于耦合电感升降压电路的基础上,引入了1个电容和1个开关管,有效提升了变换器增益。同时构造了基于串联电容谐振回路,为开关器件的软开关创造条件。为了减少振荡和无源器件的体积,可将耦合电感的漏感作为谐振电感,从而减少了无源元件数目,在高频工作条件下实现了高功率密度和高效率。详细介绍了该变换器的工作原理和参数设计方法,并搭建了一台48 V/5 V、50 W、750 kHz的实验样机,相关实验结果证明了所提拓扑及设计方法的正确性。

摘要：采用理论推导与频域分析等方式,对SEPIC型高频功率变换器的参数进行了优化设计,并使主电路开关管在宽负载范围内具有零电压开关(ZVS)特性。在传统硬驱动电路的基础上加入谐振电感,实现了对开关管的正弦驱动,提升了系统的工作效率。提出了优化的印制电路板(PCB)线圈电感设计方法,提高了PCB线圈电感的品质因数和变换器的效率。设计并搭建了一台8 V输入、5 V/5 W输出的20 MHz SEPIC型DC/DC功率变换器的实验样机,在额定条件下,系统的工作效率为76.3%。

摘要：针对国内太阳能无人机系统性研究较少的问题,从太阳能无人机的发展现状讨论,按照电源系统的主要功能单元,分别从太阳能电池板、能量存储系统、功率变换器等方面展开论述。总结了国内外具有代表性的相关研究成果,发现太阳能无人机电源系统的性能是影响其持续作业的关键因素之一,主要研究问题有:提高光伏电池的转化效率及物理特性、提高储能单元能量密度与稳定性,以及配备相应的能量管理系统。最后,总结太阳能无人机电源系统的发展方向:从高性能太阳能电池材料的研发,到储能系统的多样性研究及环境适应性的提高,再到大功率、高效率的功率变换器的设计和能量管理的智能化,最终提高能量利用率及实现系统的小型化和轻质化。