恒流输出反激变换器分析

在分析恒流输出反激变换器基本工作原理的基础上,根据恒压输出反激变换器的稳态关系推导出恒流输出反激变换的稳态关系。定义了连续度的概念,以便于分析变换器不同工作模式。分析了恒流输出反激变换器的输入电压和负载电阻对连续度、占空比和峰值初级电感电流的影响,得出连续度、占空比和峰值初级电感电流随输入电压和负载电阻变化的规律。设计了一台恒流输出反激变换器,仿真和实验结果验证了理论分析的正确性。

轻载高效Buck转换器设计及其纹波控制方案

提出了一种峰值电流模式PWM下的轻载高效Buck DC-DC控制方案。该方案根据负载大小来自适应调节开关频率和电感电流峰值,实现宽负载范围内高的转换效率和对输出纹波的控制。把误差信号与负载自适应的门限相比较,以判定转换器工作模式。在轻载模式下,通过循环开启或者关闭振荡器来降低转换器的开关频率,降低开关损耗。详细推导了在保持输出电压纹波不变的情况下,负载自适应门限与负载大小之间的关系,并在典型应用下得到二者呈线性关系的结论。采用0.5μm BCD工艺进行仿真,结果显示,在输入电压12 V,输出电压3.3 V下，轻载时最高有94．2％的转换效率，在负载从10mA到500mA变化时，轻载模式纹波为120～140mV，与理论分析的控制纹波130mV较为符合。

双极性单相SPWM逆变器滤波电感电流值的近似计算方法

逆变器满负荷时的电感电流有效值和电流峰值是滤波电感设计的两个重要参数。分析了双极性单相SPWM逆变器的输出电压特性及LC滤波电路的特性,提出了一种近似计算滤波电感电流有效值和电流峰值的方法。与仿真结果相比较,本近似计算方法具有较高的计算精度,为正确选择滤波电感提供了依据。

用于单电感双输出Buck变换器的PCPV控制方案

为减小工作于连续导电模式(continue conduction mode,CCM)的单电感双输出(single-inductor dualoutput,SIDO)Buck变换器的输出交叉影响,提出了峰值电流-峰值电压(peak-current and peak-voltage,PCPV)控制方法.分析了PCPV控制SIDO Buck变换器的电路结构和工作原理,利用电感伏秒平衡和电容安秒平衡原理推导了输出电压与输入电压的增益表达式,并采用状态空间平均方法,建立了PCPV控制SIDO Buck变换器的状态空间平均模型;在此基础上,建立了PCPV控制SIDO Buck变换器的小信号模型,并与传统峰值电流(peakcurrent-mode,PCM)控制SIDO Buck变换器对比分析交叉影响.研究结果表明:PCM控制SIDO Buck变换器输出电压较大的输出支路对输出电压较小的输出支路的交叉影响为300 mV,而PCPV控制SIDO Buck变换器输出电压较大的输出支路对输出电压较小的输出支路几乎无交叉影响;PCM控制SIDO Buck变换器的负载瞬态调节时间为12.5 ms,而PCPV控制SIDO Buck变换器的负载瞬态调节时间最大为10 ms.相比PCM控制SIDO Buck变换器,PCPV控制SIDO Buck变换器有效地减小了交叉影响,且提高了瞬态性能.最后通过实验结果验证了理论分析的正确性.

一种峰值电流控制的全桥软开关弧焊逆变器

提出一种峰值电流控制的移相全桥软开关弧焊逆变器,该逆变器的变压器初级串联隔直电容,滞后桥臂串联饱和电抗器,利用输出电感和变压器漏感储能实现超前桥臂零电压开通,隔直电容和漏感的谐振使得滞后桥臂零电流关断,饱和电抗器阻止电流的反向振荡,次级电路采用倍流整流方式,整流二极管实现自然换流.变压器次级无需中心抽头,只承担输出电流的一半,输出电感采用同一磁芯绕制,利用峰值电流控制方式获得恒流外特性.文中还讨论了其工作原理.最后制作2.5 kW弧焊逆变器,并给出相应的试验结果.

连续导电模式下的单电感双输出开关变换器

文章系统地分析了单电感双输出DC-DC变换器结构,采用分时复用原理实现双路输出。由于电感共享,各输出支路间存在着严重的交叉影响。当输出支路严格工作在不连续导电模式(DCM)或伪连续导电模式(PCCM)下,可有效抑制交叉影响。文章首次提出了应用于连续导电模式工作的单电感双输出开关变换器的峰值电流-差模电压控制方法,在连续导电模式(CCM)下实现了几乎没有交叉影响的双路输出。

采用峰值电感电流控制的直流-直流电压转换器

针对可穿戴设备需要小型化和适应各种应用场景要求的问题,提出了一种单电感多输入多输出的升压-降压型DC-DC转换器,以采集多种能量为可穿戴设备供电。由于转换器既需要高的效率,又需要稳定的负载电压,提出了结合峰值电感电流控制策略和基于阈值变频策略的峰值电感电流脉冲频率调制技术。峰值电感电流脉冲频率调制技术根据各输入输出端口状态来改变能量传输频率,从而实现各能量源最大功率点追踪和负载端电压的调制;同时,通过控制每次能量传递时流过电感的峰值电流大小,提高转换效率并降低输出电压纹波。此外,采用两种低功耗控制策略以降低控制电路功耗:使用低供电电压为控制电路供电;令部分控制电路断续工作。采用华润上华CMOS 0.18μm工艺完成了转换器电路及版图设计,并进行了仿真验证。后仿真结果表明,在0.2～3V输入电压范围和0.001～3mW负载范围内,转换器效率能够保持在73.8%以上,控制电路功耗小于300nW。

输出本质安全型准谐振反激变换器分析

在给定的输入电压和负载变化范围内,分析了准谐振反激变换器的输入电压和负载电阻对其开关频率、输出纹波电压和峰值电感电流的影响,总结了其变化规律,得出了满足电气指标要求的电感和输出滤波电容最小设计值,使得最大输出短路释放能量最小。

光伏系统中ASI Boost变换器的稳定性分析与控制

有源开关电感(active switched-inductor,ASI)Boost变换器因其高电压增益,低开关应力等优点在光伏系统领域具有广阔的应用前景。对此光伏系统高增益变换器在峰值电流模式控制下的稳定性进行研究,建立其离散映射模型并分析电路参数变化对变换器稳定性的影响,通过Jacobian矩阵分析特征值揭示系统失稳机理。基于参数共振微扰原理,设计了一种适用于峰值电流模式控制的稳定控制方案——单周期复位积分补偿,研究结果表明此方案不仅使失稳系统重回稳态,在瞬态响应速度、输入电流及输出电压纹波等性能上也优于斜坡补偿、正弦补偿等控制。

连续导电模式下单电感多输出变换器的分析与设计

介绍了共模峰值电流型控制输入半桥(主级环路),差模电压型控制输出半桥(次级环路)的BUCK型SIDO(Single Inductor Dual Output)变换器的工作原理。利用开关元件平均法,建立了BUCK型SIDO功率级的小信号模型。并根据峰值电流控制模式、电压型控制模式的工作原理,建立了SIDO控制环路的小信号模型,最终得到连续导通模式下整个系统的小信号模型。在0.18μm CMOS工艺下完成了SIDO变换器的电路设计,利用Spectre中的PAC(PeriodicAC)分析对所建的小信号模型进行了验证,并对SIDO变换器的性能进行了仿真验证。

功率二极管反向恢复时间测量

本文提出了一种测量功率二极管么向恢复时间的方法,并给出了具体的实现电路。文章指出,利用自饱和电感限制功率二极管的反向恢复峰值电流是必须的。

Boost PFC整流器中输入高频纹波电流峰值的计算以及升压电感量的确定

本文指出了一些文献在确定BOOST型PFC整流器中升压电感的电流峰值时出现的偏差,详细推导出输入纹波电流最大峰峰值的计算式,并提出了一种新的按纹波电流最大峰峰值与工频电流峰值之比的电感量设计方法。