CN109586597A - 一种基于移相全桥软开关和同步整流的高频氧化电源模组 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于移相全桥软开关和同步整流的高频氧化电源模组，包括控制电路和主电路，控制电路包括控制系统、驱动系统、保护电路和反馈采样电路，主电路包括包括三相整流滤波电路、移相全桥逆变电路、高频变压器和次级同步整流电路；保护电路和反馈采样电路均与控制系统相连，控制系统与驱动系统连接，驱动系统与移相全桥逆变电路、次级同步整流电路连接，主电路分别与保护电路、反馈采样电路的各传感器及反馈信号采样调理电路的输入端相连。通过综合应用移相全桥软开关和同步整流技术等，降低功率开关管损耗以及在低压大电流输出场合的整流损耗，提高氧化电源的工作效率和输出功率，单模块输出功率可达40kW，同时，提高电源输出的可控性和稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及开关电源领域，尤其是一种基于移相全桥软开关和同步整流的高频氧化电源模组。
背景技术
为实现高频氧化电源低电压大电流的输出功能，目前普遍使用的电源以可控硅为核心器件，但需配合体积较大的变压器和整流滤波设备，这导致可控硅整流电源体积重量较大、输入功率因数低、污染电网环境的缺点。即使开关电源的出现一定程度地改善了上述缺点，但在实际应用中也存在开关频率相对较低、效率低、可靠性不足的情况；全桥逆变器开关管和次级整流管如果未能实现相互配合开通与关断，电源容易出现较大的损耗，甚至导致电路硬件的永久性破坏。
发明内容
本发明为了解决氧化电源功耗较大、效率低和可靠性不足的缺点，提供了一种基于移相全桥软开关和同步整流的高频氧化电源模组，最大程度地降低电能损耗，提高氧化电源输出的稳定性和可控性。
本发明提供的一种基于移相全桥软开关和同步整流的高频氧化电源模组，包括控制电路和主电路，控制电路包括控制系统、驱动系统、保护电路和反馈采样电路，主电路包括三相整流滤波电路、移相全桥逆变电路、高频变压器和次级同步整流电路；保护电路和反馈采样输出端均与控制系统输入端相连，控制系统输出端连接驱动系统，驱动系统输出端分别与主电路的移相全桥逆变电路、次级同步整流电路相连，主电路与保护电路输入端相连，主电路输出端分别与反馈采样电路的各传感器及其采样调理电路的输入端相连。
进一步的，所述控制系统包括单片机、移相PWM（Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制）信号芯片和和数字模拟转换器；单片机通过数字模拟转换器与移相PWM信号芯片连接；单片机内部的PI调节器完成数字PID（Proportional Integral Differential, 比例积分微分）计算后，通过DAC（Digital to analog converter，数字模拟转换器）输出电压到移相PWM信号芯片使其产生相应的PWM信号，实现移相角的调节；所述单片机与CAN总线接口相连。
进一步的，所述移相全桥逆变电路包括超前桥臂和滞后桥臂，即IGBT模块；其中超前桥臂包括第一IGBT开关管和第二IGBT开关管，滞后桥臂包括第三IGBT开关管、第四IGBT开关管，四个开关管均反向并联一个二极管和并联一个谐振电容。
进一步的，所述次级同步整流电路包括上下两支次级整流回路的MOSFET整流管、电感和电容。上下两支次级整流回路即MOSFET模块的MOSFET整流管采用共源接法。在次级同步整流电路输出端接入由电感电容组成的输出滤波电路，其中，将磁环套在电源模组主电路输出端构成输出滤波电感。
进一步的，所述驱动系统包括IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管）驱动电路和MOSFET（Metal-Oxide-Semiconductor Field-EffectTransistor，金属-氧化层 半导体场效晶体管）驱动电路，IGBT驱动电路与移相全桥逆变电路的4个IGBT开关管相连。所述MOSFET驱动电路是以同步整流MOSFET驱动芯片为核心的同步整流驱动逻辑电路，MOSFET驱动电路包括同步整流MOSFET驱动芯片和CPLD芯片，MOSFET驱动电路与上下两支次级整流回路的MOSFET整流管相连，通过IGBT驱动电路和MOSFET驱动电路的控制，能够实现IGBT开关管的零电压开关以及MOSFET整流管的同步整流功能。
进一步的，所述控制系统输出端经过同步整流MOSFET驱动芯片与CPLD芯片芯片相连，控制系统输出的PWM信号与电流模式信号经过CPLD（Complex Programmable LogicDevice，复杂可编程逻辑器件）芯片内部逻辑门电路计算后，CPLD芯片输出上下两路同步整流驱动波形至同步整流MOSFET驱动芯片，并经过同步整流MOSFET驱动芯片隔离、整形方大后输出高频方波至次级同步整流电路。
进一步的，所述主电路的三相整流滤波电路输入端接380V交流电，输出端连接移相全桥逆变电路输入端，移相全桥逆变电路通过两桥臂中点连接高频变压器初级回路，高频变压器次级回路连接次级同步整流电路；
进一步的，所述三相整流滤波电路在直流母线上并联4个小容量高频无感电容，用以吸收开关过程产生的电压尖峰；所述高频变压器初级回路包括谐振电感或者若干个电容并联的隔直电容，阻止直流分量进入高频变压器。
进一步的，所述反馈采样电路包括输出电流反馈电路、输出电压反馈电路和变压器初级电流反馈电路，输出电流反馈电路包括霍尔电流传感器及相应反馈信号的采样调理电路，输出电流反馈电路输入端即霍尔电流传感器输入端套在主电路的其中一个输出端，输出电流反馈电路输出端连接单片机模拟数字转换器（ADC）；输出电压反馈电路包括霍尔电压传感器及相应反馈信号的采样调理电路，输出电压反馈电路输入端连接主电路输出端，输出电压反馈电路输出端连接单片机ADC；变压器初级电流反馈电路包括电流互感器及相应反馈信号的采样调理电路，变压器初级电流反馈电路输入端即电流互感器套在变压器初级输入端，变压器初级电流反馈电路输出端连接单片机ADC。
进一步的，所述保护电路包括欠压保护电路和高温保护电路。欠压保护电路检测端（输入端）直接接入三相整流滤波电路的输出直流母线，用于检测输入电压值的大小，并输入给单片机的AD转换模块进行后续处理；高温保护电路信号输入端连接温度开关，温度开关安装在装有IGBT模块和MOSFET模块的散热器上，用于检测IGBT模块和MOSFET模块的工作温度，通过光耦隔离输入到单片机的中断输入口。分别组成移相全桥逆变电路的超前臂和滞后臂的两个IGBT模块并联接入三相整流滤波电路输出端，两个IGBT模块桥臂中点经隔直电容与高频变压器初级相连；分别组成次级同步整流电路上下两支整流回路的两个MOSFET模块采用共源极接法，公共源极与负载一端相连，漏极分别接入高频变压器次级回路
与现有技术相比，本发明的优点是：利用移相全桥软开关和同步整流技术，大大降低了功率开关管损耗以及在低压大电流输出场合的整流损耗，进一步提高了高频氧化电源的效率。通过控制电路内部芯片的精密计算以及外围电路的辅助，提高了电源输出的可控性和稳定性。
附图说明
图1为高频氧化电源模组单模块总体结构图；
图2为 PWM移相波形图；
图3为同步整流驱动逻辑电路图；
图4为移相全桥和次级同步整流电路图；
图5为恒流模式控制环图；
图6为初级电压电流、次级电压波形图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步描述。
本实施例的一种基于移相全桥软开关和同步整流的高频氧化电源模组，包括控制电路和主电路，如图1，所述控制电路包括控制系统、驱动系统、保护电路和反馈采样电路，所述主电路包括三相整流滤波电路、移相全桥逆变电路、高频变压器和次级同步整流电路；保护电路和反馈采样电路输出端分别与控制系统输入端相连，控制系统输出端连接驱动系统，驱动系统输出端分别与移相全桥逆变电路、次级同步整流电路相连，主电路与保护电路输入端相连、主电路输出端分别与反馈采样电路的各传感器及其采样调理电路的输入端相连。
如图1，所述控制系统包括单片机和移相PWM信号芯片，单片机选用STM32F105，负责实现反馈控制、故障保护、PID运算和与上位机通讯等；CAN总线接口支持电源模组本体与上一级控制单元进行信息交换，上一级控制单元可通过CAN总线拓展多个电源模组；移相PWM 信号芯片采用德州仪器的UCC2895，将其内部放大电器的输出端与反相端短接，利用单片机数模转换电路发出的电压信号控制同相端电压，从而控制移相角；为了防止移相全桥逆变电路同一桥臂上下管同时导通，在PWM信号高电平间插入死区时间，具体的如图2，其中通道1与通道2为两路滞后臂波形，通道3与通道4为两路超前臂波形，此时移相角约为90°，驱动波形频率 20kHz，同一桥臂驱动死区时间约为 1us，符合本发明的要求。
所述驱动系统包括IGBT驱动电路和MOSFET驱动电路，选用KA926F作为IGBT驱动电路的驱动器，其内部集成了IGBT短路保护、反馈功能，驱动器输出端分别连接移相全桥逆变电路的4个IGBT开关管；MOSFET驱动电路是以型号为EPM570的CPLD芯片为核心的同步整流驱动逻辑电路， 并选用IXDN609SI型号的芯片作为同步整流MOSFET驱动芯片，具体如图3所示，EPM570 芯片从主控制电路获取全桥四个开关管的 PWM 信号以及DCM/CCM电流模式信号，经过 CPLD 芯片内部逻辑门电路计算后，输出上下两路同步整流管驱动波形SR1,SR2，实现了全负载范围内的低损耗同步整流。
如图1，所述主电路包括三相整流滤波电路、移相全桥逆变电路、高频变压器和次级同步整流电路。
所述三相整流滤波电路选用型号为MMD200F120X的三相整流模块，并在直流母线上并联4个小容量高频无感电容用以吸收开关过程产生的电压尖峰，以此提高电源功率因数，减少谐波污染。三相整流滤波电路将AC380V交流电转为直流电输出至移相全桥逆变电路。
所述移相全桥逆变电路包括第一至第四IGBT开关管，其中超前桥臂包括第一IGBT开关管（Q1）、第二IGBT开关管（Q2），滞后桥臂包括第三IGBT开关管（Q3）、第四IGBT开关管（Q4），且每个开关管反向并联一个二极管(D1-D4)、并联一个谐振电容(C1-C4)，移相全桥逆变电路的四个IGBT开关管利用与之并联的电容和变压器漏感产生谐振，从而实现零电压开通，且并联电容的存在能够降低开关管关断损耗；移相全桥逆变电路将整流后的直流电逆变成20kHz的交流电进入高频变压器后输出至次级同步整流电路；为了解决变压器磁芯偏饱和问题和减少占空比丢失，将多个较小容量电容并联构成的隔直电容串联在高频变压器初级回路中。
如图4，所述次级同步整流电路的MOSFET整流管采用共源极接法，可使上下支路的两组MOSFET驱动电路无需电气隔离，在次级同步整流电路输出端接入由电感电容组成的输出滤波电路，其中，将磁环套在电源模组主电路输出端构成输出滤波电感。图4中，Q1、Q2、Q3、Q4为初级IGBT开关管，D1、D2、D3、D4为四个IGBT的反并联二极管，C1，C2，C3，C4为四个IGBT的并联谐振电容；T1为带中心抽头的高频变压器，其中NP为变压器初级绕组，Lr为谐振电感，包括变压器初级漏电感，NS1、NS2为变压器次级绕组；SR1和SR2为变压器次级整流管，LCOUT与CCOUT分别是输出滤波电感和电容，R为输出负载。
所述反馈采样电路包括变压器初级电流反馈电路、输出电压反馈电路和输出电流反馈电路。所述反馈采样电路包括输出电流反馈电路、输出电压反馈电路和变压器初级电流反馈电路，输出电流反馈电路包括霍尔电流传感器及相应反馈信号的采样调理电路，输出电流反馈电路输入端即霍尔电流传感器套在主电路的其中一个输出端，输出电流反馈电路输出端连接单片机模拟数字转换器（ADC）；输出电压反馈电路包括霍尔电压传感器及相应反馈信号的采样调理电路，输出电压反馈电路输入端连接主电路输出端，输出电压反馈电路输出端连接单片机ADC；变压器初级电流反馈电路包括电流互感器及相应反馈信号的采样调理电路，变压器初级电流反馈电路输入端即电流互感器套在变压器初级输入端，变压器初级电流反馈电路输出端连接单片机ADC。
变压器初级电流反馈电路采用全桥整流电路与电阻分压的形式，将电流互感器输出的交变电流信号转换为直流电压信号，再将此电压信号输送至两级反相放大电路，最终由单片机对信号进行处理；输出电压反馈电路包括霍尔电压传感器及相应反馈信号采样调理电路；输出电流反馈电路利用霍尔电流传感器及其采样调理电路实现在非接触条件下测量电流，避免了共地测量带来的环路干扰问题；具体的如图5，图中I ref 为电源模块设定的输出电流值，e i 为电流误差信号，I o 为电流原始反馈值,K i 为反馈系数，I f 为经调整后的反馈量，上一级控制单元经CAN总线发送的预设输出电流值I ref ，电源模块收到I ref 后，将其与当前自身实际输出电流反馈量I f 进行比较，产生电流误差信号e i 并送入数字式PI调节器，PI调节器进而调整移相全桥的PWM信号移相角，对该模组的电流输出进行调节，实现恒流模式控制，提高高频氧化电源输出稳定性。
所述保护电路包括欠压保护电路和高温保护电路，欠压保护电路检测端（输入端）直接接入三相整流滤波电路的输出直流母线，用于检测输入电压值的大小，并输入给单片机的AD转换模块进行后续处理；高温保护电路信号输入端连接温度开关，温度开关安装在装有IGBT模块和MOSFET模块的散热器上，用于检测IGBT模块和MOSFET模块的工作温度，通过光耦隔离输入到单片机的中断输入口；若高频变压器、IGBT模块、输出同步整流管等功率器件散热不良或电源输入电压过低时，保护电路将起作用。在多模块并联电源应用中，通过保护电路和控制系统将故障电源模块从整机电源中切除，由其他正常模块代替工作，不影响电源整机运行，提高了电源的可靠性和安全性；在单模块电源应用中，保护电路将直接报警，控制系统进行相应的故障处理。
具体的，如图6为电源模块正常工作状态下的变压器初级与次级主要波形，其中通道1为初级电流、通道2为初级电压、通道3为次级电压，在满载条件下，初级电压方波宽度约为 18.4us，次级电压方波宽度约为 16.8us，占空比丢失约 8.7%，能够满足高频氧化电源模块的输出要求；此外，满载时初级电流峰值大小约为 120A，处于器件安全应用范围内。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本发明的精神实质和原理下所作的修改、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于移相全桥软开关和同步整流的高频氧化电源模组，其特征在于：包括控制电路和主电路，控制电路包括控制系统、驱动系统、保护电路和反馈采样电路，主电路包括三相整流滤波电路、移相全桥逆变电路、高频变压器和次级同步整流电路；保护电路和反馈采样电路输出端均与控制系统输入端相连，控制系统输出端连接驱动系统，驱动系统输出端分别与移相全桥逆变电路、次级同步整流电路相连，主电路与保护电路输入端相连，主电路输出端分别与反馈采样电路的各传感器和采样调理电路的输入端相连。
2.根据权利要求1所述的一种基于移相全桥软开关和同步整流的高频氧化电源模组，其特征在于：所述控制系统包括单片机、移相PWM信号芯片和数字模拟转换器（DAC），单片机通过数字模拟转换器与移相PWM信号芯片连接；单片机内部的PI调节器完成数字PID计算后，通过DAC输出电压到移相PWM信号芯片以实现移相角调节；所述单片机与CAN总线接口相连。
3.根据权利要求1所述的一种基于移相全桥软开关和同步整流的高频氧化电源模组，其特征在于：所述移相全桥逆变电路包括超前桥臂和滞后桥臂；其中超前桥臂包括第一IGBT开关管和第二IGBT开关管，滞后桥臂包括第三IGBT开关管、第四IGBT开关管；四个开关管均反向并联一个二极管和并联一个谐振电容。
4.根据权利要求1所述的一种基于移相全桥软开关和同步整流的高频氧化电源模组，其特征在于：所述次级同步整流电路包括上下两支次级整流回路的MOSFET整流管、电感和电容；上下两支次级整流回路即MOSFET模块的MOSFET整流管采用共源接法；所述电感和电容在次级同步整流电路的输出端接入。
5.根据权利要求1或者2所述的一种基于移相全桥软开关和同步整流的高频氧化电源模组，其特征在于：所述驱动系统包括IGBT驱动电路和MOSFET驱动电路，IGBT驱动电路与移相全桥逆变电路即IGBT模块的4个IGBT开关管相连；所述MOSFET驱动电路包括同步整流MOSFET驱动芯片和CPLD芯片， MOSFET驱动电路与上下两支次级整流回路的MOSFET整流管相连。
6.根据权利要求2所述的一种基于移相全桥软开关和同步整流的高频氧化电源模组，其特征在于：所述控制系统输出端与同步整流MOSFET驱动芯片相连，同步整流MOSFET驱动芯片与CPLD芯片连接，CPLD芯片输出上下两路同步整流驱动波形至次级同步整流电路。
7.根据权利要求1所述的一种基于移相全桥软开关和同步整流的高频氧化电源模组，其特征在于：所述主电路的三相整流滤波电路输入端接380V交流电，输出端连接移相全桥逆变电路输入端，移相全桥逆变电路通过超前桥臂的中点和滞后桥臂的中点连接高频变压器初级回路，高频变压器次级回路连接次级同步整流电路。
8.根据权利要求1所述的一种基于移相全桥软开关和同步整流的高频氧化电源模组，其特征在于：三相整流滤波电路在直流母线上并联4个高频无感电容；所述高频变压器初级回路包括谐振电感或者若干个电容并联的隔直电容。
9.根据权利要求1所述的一种基于移相全桥软开关和同步整流的高频氧化电源模组，其特征在于：所述反馈采样电路包括输出电流反馈电路、输出电压反馈电路和变压器初级电流反馈电路，输出电流反馈电路包括霍尔电流传感器及相应反馈信号的采样调理电路，输出电流反馈电路输入端即霍尔电流传感器输入端套在主电路的其中一个输出端，输出电流反馈电路输出端连接单片机模拟数字转换器（ADC）；输出电压反馈电路包括霍尔电压传感器及相应反馈信号的采样调理电路，输出电压反馈电路输入端连接主电路输出端，输出电压反馈电路输出端连接单片机ADC；变压器初级电流反馈电路包括电流互感器及相应反馈信号的采样调理电路，变压器初级电流反馈电路输入端即电流互感器套在变压器初级输入端，变压器初级电流反馈电路输出端连接单片机ADC。
10.根据权利要求1所述的一种基于移相全桥软开关和同步整流的高频氧化电源模组，其特征在于：所述保护电路包括欠压保护电路和高温保护电路；欠压保护电路检测端即输入端直接接入三相整流滤波电路的输出直流母线，输出端与单片机连接；高温保护电路信号输入端连接温度开关，温度开关安装在装有IGBT模块和MOSFET模块的散热器上，通过光耦隔离连接到单片机的中断输入口。
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Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110133404A (zh) * | 2019-05-17 | 2019-08-16 | 国网浙江省电力有限公司宁波供电公司 | 输出信号模拟装置及二次带负荷测试系统 |
| CN110224618A (zh) * | 2019-05-30 | 2019-09-10 | 厦门朗臣电子科技有限公司 | 三相整流装置及其均流控制电路 |
| CN110417249A (zh) * | 2019-08-31 | 2019-11-05 | 华南理工大学 | 一种大功率高频氧化电源的故障保护电路 |
| CN110611450A (zh) * | 2019-09-17 | 2019-12-24 | 国网山东省电力公司莱芜供电公司 | 一种高频交流输出移相全桥逆变器 |
| CN110690829A (zh) * | 2019-04-30 | 2020-01-14 | 周衍 | 一种超低开关功耗、超低输出端电磁干扰的逆变驱动系统 |
| CN111091478A (zh) * | 2019-11-19 | 2020-05-01 | 广西电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种基于can总线的分布式结构站所终端通信方法 |
| CN111368438A (zh) * | 2020-03-06 | 2020-07-03 | 中国矿业大学 | 能源模拟系统以及装置 |
| CN112803783A (zh) * | 2021-03-17 | 2021-05-14 | 北京动力源科技股份有限公司 | 一种基于数字控制的直流变换器增益调制系统 |
| CN113262038A (zh) * | 2021-06-19 | 2021-08-17 | 安徽奥弗医疗设备科技股份有限公司 | 一种等离子体手术刀电源控制系统 |
| CN113364303A (zh) * | 2021-08-10 | 2021-09-07 | 深圳英集芯科技股份有限公司 | 隔离反馈装置及电源设备 |
| CN113489417A (zh) * | 2021-05-26 | 2021-10-08 | 深圳大学 | 一种集成pfc和同步整流的高速非晶电机控制系统 |
| CN113726188A (zh) * | 2020-05-25 | 2021-11-30 | 中国石油化工股份有限公司 | 多工作模式的高频高压交流电源 |
| CN117240104A (zh) * | 2023-11-15 | 2023-12-15 | 广东东菱电源科技有限公司 | 基于mcu控制dc-dc隔离开关电源电路 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN204794706U (zh) * | 2015-07-16 | 2015-11-18 | 中国电子科技集团公司第十四研究所 | 新型移相全桥的同步整流dc/dc变换器 |
| CN106655783A (zh) * | 2016-10-26 | 2017-05-10 | 湖北三江航天万峰科技发展有限公司 | 一种数字电源控制电路及方法 |
| CN106712546A (zh) * | 2015-11-18 | 2017-05-24 | 联合汽车电子有限公司 | 数字式移相全桥直流变换器的整流电路开关管控制方法 |
| CN206559253U (zh) * | 2016-12-06 | 2017-10-13 | 华南理工大学 | 一种数字同步整流控制器 |
| CN206850676U (zh) * | 2017-07-10 | 2018-01-05 | 扬州森源电气有限公司 | 光伏发电用移相全桥变换器 |
| CN209930160U (zh) * | 2018-12-15 | 2020-01-10 | 华南理工大学 | 一种基于移相全桥软开关和同步整流的高频氧化电源模组 |
-
2018
- 2018-12-15 CN CN201811537591.0A patent/CN109586597A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN204794706U (zh) * | 2015-07-16 | 2015-11-18 | 中国电子科技集团公司第十四研究所 | 新型移相全桥的同步整流dc/dc变换器 |
| CN106712546A (zh) * | 2015-11-18 | 2017-05-24 | 联合汽车电子有限公司 | 数字式移相全桥直流变换器的整流电路开关管控制方法 |
| CN106655783A (zh) * | 2016-10-26 | 2017-05-10 | 湖北三江航天万峰科技发展有限公司 | 一种数字电源控制电路及方法 |
| CN206559253U (zh) * | 2016-12-06 | 2017-10-13 | 华南理工大学 | 一种数字同步整流控制器 |
| CN206850676U (zh) * | 2017-07-10 | 2018-01-05 | 扬州森源电气有限公司 | 光伏发电用移相全桥变换器 |
| CN209930160U (zh) * | 2018-12-15 | 2020-01-10 | 华南理工大学 | 一种基于移相全桥软开关和同步整流的高频氧化电源模组 |
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110690829A (zh) * | 2019-04-30 | 2020-01-14 | 周衍 | 一种超低开关功耗、超低输出端电磁干扰的逆变驱动系统 |
| CN110690829B (zh) * | 2019-04-30 | 2020-10-30 | 周衍 | 一种超低开关功耗、超低输出端电磁干扰的逆变驱动系统 |
| CN110133404A (zh) * | 2019-05-17 | 2019-08-16 | 国网浙江省电力有限公司宁波供电公司 | 输出信号模拟装置及二次带负荷测试系统 |
| CN110224618A (zh) * | 2019-05-30 | 2019-09-10 | 厦门朗臣电子科技有限公司 | 三相整流装置及其均流控制电路 |
| CN110417249A (zh) * | 2019-08-31 | 2019-11-05 | 华南理工大学 | 一种大功率高频氧化电源的故障保护电路 |
| CN110611450A (zh) * | 2019-09-17 | 2019-12-24 | 国网山东省电力公司莱芜供电公司 | 一种高频交流输出移相全桥逆变器 |
| CN111091478A (zh) * | 2019-11-19 | 2020-05-01 | 广西电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种基于can总线的分布式结构站所终端通信方法 |
| CN111091478B (zh) * | 2019-11-19 | 2022-07-05 | 广西电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种基于can总线的分布式结构站所终端通信方法 |
| CN111368438A (zh) * | 2020-03-06 | 2020-07-03 | 中国矿业大学 | 能源模拟系统以及装置 |
| CN113726188A (zh) * | 2020-05-25 | 2021-11-30 | 中国石油化工股份有限公司 | 多工作模式的高频高压交流电源 |
| CN112803783A (zh) * | 2021-03-17 | 2021-05-14 | 北京动力源科技股份有限公司 | 一种基于数字控制的直流变换器增益调制系统 |
| CN113489417A (zh) * | 2021-05-26 | 2021-10-08 | 深圳大学 | 一种集成pfc和同步整流的高速非晶电机控制系统 |
| CN113489417B (zh) * | 2021-05-26 | 2023-07-11 | 飞竞电机(深圳)有限公司 | 一种集成pfc和同步整流的高速非晶电机控制系统 |
| CN113262038A (zh) * | 2021-06-19 | 2021-08-17 | 安徽奥弗医疗设备科技股份有限公司 | 一种等离子体手术刀电源控制系统 |
| CN113262038B (zh) * | 2021-06-19 | 2024-04-16 | 安徽奥弗医疗设备科技股份有限公司 | 一种等离子体手术刀电源控制系统 |
| CN113364303A (zh) * | 2021-08-10 | 2021-09-07 | 深圳英集芯科技股份有限公司 | 隔离反馈装置及电源设备 |
| CN117240104A (zh) * | 2023-11-15 | 2023-12-15 | 广东东菱电源科技有限公司 | 基于mcu控制dc-dc隔离开关电源电路 |
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