用于智能量测开关的超宽输入DC-DC模块研究

为了解决智能量测开关内部自取电电流互感器输出电压变化大的问题,需要在后级级联具有超宽输入电压范围的DC-DC模块来产生稳定的系统供电电压。研究了一种基于恒定开通时间控制和断续模式非同步Buck电路的超宽输入DC-DC模块。根据输入电压和输出电压的差距大小,采用变频和准定频分段控制方式。实现大压差功率变换的同时,该DC-DC模块还具有极快的动态响应。利用PSIM软件对DC-DC模块电路的特性进行仿真分析和验证。研制了一台功率为5 W的硬件样机进行测试,给出了部分关键实验波形。实验结果表明,该DC-DC模块具有输入范围超宽、动态响应极快和稳定性高的特点。

宽输入电压降压型DC-DC转换器发展综述

电源管理芯片在电子设备系统中担负起对电能的变换、分配、检测及其他电能管理的职责,最常见的结构是线性电源和开关电源。开关电源通过控制开关管开通和关断的时间,维持稳定的输出电压,以其高效率、小型化的特点而广泛应用于几乎所有的电子设备。工业控制系统、汽车电子等领域往往存在多个电压轨,在不同工作阶段还存在输入电压瞬间大范围变换的情况,这要求其具有高输入电压的同时,还需要在一个较宽的输入范围内能够高效地给负载供电。文章围绕宽输入电压DC-DC的转换效率提升、快速响应技术及低EMI设计进行了综合阐述,并分析了学术界和业界的一些最新进展。

数十兆赫兹级DC-DC变换器关键技术研究进展

随着变换器工作频率从以往的数十千赫兹级跃至数十兆赫兹级,在显著减小系统无源元件体积、降低整体重量及成本、提高系统瞬态响应速度的同时也面临许多新的挑战。首先简要阐述数十兆赫兹级DC-DC变换器典型拓扑、驱动和控制方式,随后针对寄生电感抑制、提升宽输入宽输出能力及功率密度等关键技术展开介绍,希望能为后续相关研究提供参考。

宽输入电压的三相AC/DC电源设计

分析并设计一款满足宽输入电压要求的三相AC/DC开关电源,对该方案中的变压器、输入滤波器、输出滤波器、浪涌电流抑制器设计进行阐述,并基于PLECS软件完成电路仿真,根据仿真数据制作了一款样品电路。通过原理阐述、仿真验证及样品电路测试,验证该方案的合理性和可行性。

一种宽输入隔离式DC/DC变换器设计

直流/直流(Direct Current/Direct Current,DC/DC)变换器是一种核心零部件,已在各种电子系统中广泛应用。随着系统标准化的发展,主流DC/DC变换器由于输入电压范围较窄,已无法满足要求,系统亟需一种宽输入电压DC/DC变换器来实现母线电压统型。设计了一种8~50 V宽输入隔离式DC/DC变换器,并重点给出了电路方案和设计过程。

宽输入电压的双向DC/DC变换器的研究

为了适应不同光伏发电储能系统直流母线电压,扩宽输入电压范围,设计了一种宽输入电压的双向DC/DC变换器。该变换器采用级联式拓扑结构,前级由四开关Buck-Boost变换电路构成,采用脉冲宽度调制的控制策略,后级由L-LLC谐振变换电路构成,采用脉冲频率调制的控制策略,通过调节前级变换电路的占空比和后级变换电路的开关频率,达到扩宽输入电压范围的目的。仿真结果表明,所提出的双向DC/DC变换器的输入电压变化范围为100~1000 V,并具有良好的稳压效果。

一种大功率宽输入范围AC/DC开关电源设计

随着全球对能源问题的越来越重视,电子产品的耗能问题将愈来愈突出,如何降低功耗,提高供电效率成为一个亟待解决的问题。传统的线性稳压电源效率低、体积大、耗能大。开关电源具有效率高、体积小、重量轻等优点。正因为如此,开关电源被誉为高效、节能型电源,代表着稳压电源的发展方向,并已广泛应用于各种电力电子设备中。

一种用于新能源混合发电的移相控制三端口DC-DC变流器

结合新能源混合发电要求,介绍一种三端口电气隔离、软开关运行和低输入电流纹波的三端口多向DC-DC变流器。首先通过对三绕组高频变压器的T/Δ等效变换,对5种工作模态下的功率和变压器电流有效值进行近似统一,得出全运行范围下的通用表达式,简化了分析和降低了设计复杂度;然后对开关管的软开关运行条件进行分析,证明该拓扑具有良好的软开关特性;最后设计了一台2.5 k W的实验样机,对此变流器在宽电压输入范围条件下的工作模态和软开关特性进行实验验证,证明了理论分析的正确性。

宽输入高增益隔离升压型DC/DC变换器

隔离升压型DC/DC变换器是一类可以将低压直流母线变换成高压直流母线并实现电气隔离的变换器的统称。该技术在新能源发电领域如燃料电池发电系统以及微逆变器系统中应用广泛,其研究热点是宽输入适应性、高增益和高效率功率变换。LLC谐振变换器很好地符合这些要求。为此,研究了基于全桥LLC谐振变换器的高增益隔离升压型DC/DC变换器,提出了单级式和两级式两种方案,单级式方案为输出稳压LLC谐振变换器,而两级式方案为Boost变换器级联输出不稳压LLC谐振变换器。分别提出了LLC谐振变换器在单级式和两级式方案中的基于最佳励磁电感的谐振腔参数设计方法,并且分别通过样机实验验证了所提出的设计方法的有效性。

宽范围高电压输入两级DC/DC辅助电源

中高压、大容量电力电子变流系统中,二次回路的辅助电源对系统的可靠运行起着关键性的作用。但目前已有的辅助电源大都针对低压、中小容量的变流系统,且普遍有输入电压较低、输入电压范围较窄或效率较低的问题。为此,设计了一种适用于中高压、大容量电力电子变流系统的辅助电源。该电源的输入范围为400～2 000V,输出24 V直流电压,采用两级DC/DC拓扑结构,可以很好地实现宽范围输入并避免输入/输出隔离问题。推导了前级变换器传递函数并给出了该电源的小信号模型,对其进行了稳定性分析。最后进行了相关的实验,验证了所设计辅助电源的正确性和可行性。

一种全功率范围零电压开通的电流型双向隔离DC-DC变换器

针对传统电流型双向变换器存在的低压侧开关高电压尖峰和硬开关现象,提出一种可在全功率范围内实现实际零电压开通(ZVS)的电流型双向隔离DC-DC变换器。该变换器的一次侧Boost半桥能有效抑制开关管的高电压尖峰;二次侧为两个有源半桥并联,通过调整二次侧桥内移相角可改变实现ZVS的反向电流的大小。该变换器通过采用混合移相+脉宽调制(PWM)控制,可使所有开关管在全功率范围内实现实际ZVS。首先,介绍变换器的工作原理;然后,详细分析变换器的功率传输特性和软开关特性;最后,搭建一台30~60V输入、400V/2.5A的实验样机,验证了所提变换器及其控制策略的优势。

光伏发电系统前级宽输入DC/DC Boost变换器

峰值电流模式DC/DC Boost变换器输入电压范围较宽,适用于两级式光伏发电系统的前级。DC/DC Boost变换器的输入电压较低时,一般采用固定斜坡补偿来保证其稳定运行,低输入电压范围宽时,往往需要过补偿,无法达到设计功率。提出一种动态斜坡补偿的方法,使变换器在较宽输入电压下都能稳定工作且具有较高效率。40 W样机测试结果显示:输入电压在16~24 V的范围内,变换器均能稳定工作。

DC-DC变换器在信号灯中的应用

针对国内外爆闪式信号灯的供电电源配置多样、产品规范多的缺点,本文采用双级DC-DC变换器法解决在宽电压范围内给信号灯供电的问题。

仪用超宽输入电压范围AC/DC-DC开关电源研制

提出采用由升压变换电路和反激变换电路组成的两级级联电路拓扑结构,研制应用于自动化仪表的超宽输入电压范围AC/DC-DC开关电源,使自动化仪表能够自动适应85~265V交流和18~100V直流电源供电,以方便现场应用,减少仪器损坏。该电源模块由输入保护滤波电路、升压变换电路、反激变换电路、辅助供电、控制电路和两路PWM调制电路组成。通过合理选择两级电路的拓扑结构和切换点以及辅助供电的来源和切换方式,提高开关电源的效率、增大输出功率。

一种机载宽输入DC/DC变换器设计

介绍了一款基于表面贴装工艺设计的DC/DC变换器。变换器采用反激拓扑和同步整流的工作方式,具有输入范围宽、转换效率高和外形尺寸小的特点,同时还具有过流保护等功能。供电特性可以满足GJB 181B—2012的28 V母线供电要求,可应用于机载等复杂应用环境。

宽输入电动汽车车载DC-DC电源研究

针对电动汽车车载DC-DC电源器件损耗高、稳定性差、效率低等问题,基于Boost与半桥LLC变换器设计一种级联式车载DC-DC电源。首先提出一种两级DC-DC变换器的主电路拓扑,结合输出功率与电压增益对其进行详细分析;其次采用基于数字信号处理器(DSP)的双环控制方式,引入母线电压可调,并给出参数设计过程,变换器最终能够满足宽输入范围要求,并使整个负载范围内的输出电压维持稳定;最后搭建实验样机,测试DC-DC电源在不同负载下的效率以及调压稳压性能。试验结果表明,该DC-DC电源能够满足宽范围输入电压,实现了宽范围的软开关,提高了整个负载范围内的传输效率。

基于PWM+PFM控制的两级DC-DC变换器效率优化

为了提高LLC谐振变换器宽输入电压范围和解决轻载时损耗大导致整体效率不高的问题,基于Boost-LLC两级式拓扑,提出一种全负载范围数字控制效率优化方法。根据不同的负载对前后两级建立双环控制,前级升压Boost电路通过脉宽调制(PWM)方式实现不同负载对应调整输出电压大小,并将其值作为后级LLC电路的母线电压;后级LLC谐振变换器在脉冲频率调制(PFM)下,通过对谐振频率进行调整,提高轻载时的效率,使其在全负载范围内的效率能够进一步提高。实验表明:数字控制效率优化方法使两级DC-DC变换器在整个负载范围能够实现高效率,并且整机转换效率不小于94%。

用于电池供电装置的非隔离型宽增益DC/DC变换器

为研究更适用于不同电池供电装置的升压直流变换器,提出一种非隔离型宽增益升压直流变换器。首先,对变换器进行拓扑介绍和稳态分析;然后,对变换器进行详细的特性分析并和其他拓扑进行比较;在此基础上,对变换器的器件进行参数设计;最后,通过搭建样机(200 V/400 W)验证了该变换器结构简单,可以实现更宽的电压增益,也验证了两个功率开关同时导通同时关断的方式易于控制,输入输出采用共地结构有良好的运行稳定性,该变换器较适用于不同电池供电装置。

宽输入范围光伏并网逆变器控制方法

为适应光伏阵列的输出特性,光伏并网逆变器通常要具有很宽的直流输入电压范围,这使得其系统特性随直流电压的变化而改变,导致参数选择及优化设计比较困难。本文研制的单相并网逆变器采用三角载波P I控制器进行电流闭环控制,直流电压相对于额定电压变化时,采用同比改变载波的幅值或者同比改变P I控制器的比例、积分系数的方法,可使系统传递函数保持固定不变,这有利于系统稳定性和优化设计。文中给出了1 kW并网逆变器数字控制的设计和实现方法,实验结果表明该方法具有良好的稳定性和动态电流跟踪性能。

双管Buck-Boost变换器的带输入电压前馈双闭环控制策略

针对宽范围输入的双管Buck-Boost变换器,在Buck和Boost两模式之间进行切换和输入电压发生波动时,电感电流和输出电压存在较大波动的问题,提出了带输入电压前馈的两模式平均电流控制策略。该策略通过将具有电压电流双闭环结构的平均电流控制与单载波-双调制的调制方法相结合,来提高变换器的动态响应性能,实现变换器两模式的自动近似平滑切换,同时对电感电流进行有效控制,保护设备安全。为了克服传统双闭环前馈函数实现和化简困难的缺点,提出将输入电压前馈引入电流内环从而大幅提高了变换器的输入动态响应性能。最后建立了MATLAB/Simulink仿真模型和硬件试验平台,验证了所提控制方法的有效性。