兼顾电感电流连续导通和断续运行模式的DC/DC电路建模和参数辨识

电力电子电路作为开关型功率变换器,其离散事件与连续时间动态特性相互作用,使其呈现混杂系统的动态特征。给出电力电子电路基于混杂系统的统一模型,并在此模型的基础上提出一种能应用于故障诊断的参数辨识法。建立Buck、Boost、Buck-Boost、Cuk、反激式直流变换、正激式直流变换等6种DC/DC电路的混杂系统模型,并且上述模型兼顾了电感电流运行在连续导通模式(CCM)和断续导通模式(DCM)。基于上述模型,以Buck电路为例,给出应用最小二乘算法对该模型的参数进行辨识的方法。通过Buck电路的滤波电感、滤波电容和电容ESR的辨识实验验证了这一方法的有效性。

基于改进恒导通时间控制的临界连续导通模式Boost功率因数校正变换器

为改善临界连续导通模式(BCM)Boost功率因数校正(PFC)变换器输入电流总谐波畸变率(THD),该文提出一种改进恒导通时间(COT)控制,分析改进COT控制对输入电流THD和变换器效率的影响;通过改进电流过零检测(ZCD)电路实现电感电流过零信号的提前检测,补偿信号传播延时的影响,缩短甚至消除反向谐振过程,改善输入电流THD的同时不增加控制的复杂度。最后,该文搭建一台160W BCM Boost PFC变换器实验样机,验证所提改进COT控制的可行性和有效性。

变导通时间控制临界连续模式反激PFC变换器

提出了一种变导通时间(variable on-time,VOT)控制临界连续模式(critical conduction mode,CRM)反激功率因数校正(power factor correction,PFC)变换器的控制策略。引入输入电压和反激变压器辅助绕组电压参与CRM反激PFC变换器开关管的导通时间控制,解决了传统恒定导通时间(constant on-time,COT)控制CRM反激PFC变换器功率因数(power factor,PF)低和总谐波畸变(total harmonic distortion,THD)高的问题。分析传统COT控制CRM反激PFC变换器和VOT控制CRM反激PFC变换器的工作原理,实验验证结果表明,VOT控制CRM反激PFC变换器比传统COT控制CRM反激PFC变换器具有更高的PF值和更低的THD。

基于电流纹波率反激式变压器导通模式的分析

提出了利用电流纹波率设计反激式变压器和判别其导通模式的方法,用该方法导出了反激式变压器从CCM进入DCM模式的数学式,用MATLAB计算并分析了输入电压、负载电流及反射电压对导通模式的影响。计算表明,最小电流纹波率或反射电压取值越大,反激变压器在输入电压增大或负载电流减小时越容易进入DCM模式。设计了一款24 V 1.5 A反激式开关稳压电源,测量了变压器的电流波形。实验表明,测量结果与推导的数学式相符,用电流纹波率设计反激式变压器比传统的波形系数更直观和便于测量。

数字电流控制单电感双输出开关变换器研究

为解决单电感双输出(Single Inductor Dual Output,SIDO)开关变换器中电流型模拟控制技术存在的稳定性问题,提出了一种瞬态性能优异、稳定性强的数字电流控制技术。以工作于电感电流连续导电模式(Continuous Conduction Mode,CCM)的SIDO Buck变换器为研究对象,根据不同的脉宽调制模式,分别分析了数字电流控制技术前缘调制和后缘调制的工作原理,推导出两种调制模式下的控制算法。其次,建立采样数据模型,运用分岔图分析了输入、输出电压对数字电流控制SIDO Buck变换器稳定性的影响。研究结果表明:数字电流控制SIDO Buck变换器的负载瞬态响应速度快、输出支路交叉影响小;不同于电流型模拟控制技术,数字电流控制技术的两种调制模式中,前缘调制的稳定性不受输入、输出电压的影响,而后缘调制的稳定性受输入、输出电压的影响。最后通过实验结果验证了理论分析的正确性。

基于MATLAB的连续导通模式Buck变换器的建模与仿真研究

在分析连续导通模式下Buck变换器各阶段运行特性的基础上,借助Matlab/Simulink强大的数学功能和仿真平台,利用模块化建模的思想,搭建Buck变换器模型,得到其电感电流、输出电压和输出电流的波形。通过对仿真波形的详细分析,验证了仿真结果与理论分析的一致性,确认了建模方法是正确的。

级联式谐振变换器的电路特性及其非连续导通模式的分析

本文介绍了一种多元件级联式谐振变换器,该变换器结合了串联谐振变换器和并联谐振变换器的特点,并且在运行性能上有所提高。文章利用经典交流分析法,推导了电压传输增益,同时分析了非连续导通模式下的各种开关状态,得出相应的等效电路,并且运用数值解法求得谐振电压电流的波形和临界负载电流。

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。

临界连续导通模式Boost功率因数校正变换器的工频调节控制方法

提出了一种电感电流临界连续导通模式(critical conduction mode,CRM)Boost功率因数校正(power factor correction,PFC)变换器的工频调节(line cycle adjusting,LCA)控制方法。LCA控制不需要误差放大器及相应的补偿网络,因此,具有瞬态响应速度快以及环路设计简单的优点,同时,LCA控制的运算量极低,适用于低成本,运算速度较慢的数字控制芯片。实验结果表明,与固定导通时间(constant on-time,COT)控制CRM Boost PFC变换器相比,LCA控制CRM Boost PFC变换器具有更快的瞬态响应速度以及相近的功率因数。

不同耦合系数下的交错并联电流连续模式Boost功率因数校正变换器的传导电磁干扰

分析采用耦合电感的交错并联Boost功率因数校正变换器工作于电感电流连续模式时,耦合系数的变化对传导电磁干扰(EMI)的影响。将变换器中两开关管的漏源极电压作为传导干扰噪声源,分析变换器的共模噪声和差模噪声的传输路径,并且推导出噪声传输路径的等效电路。讨论传导噪声源在工频周期里不同谐波频率点的幅值变化,给出噪声源随频率变化的趋势,继而得到变换器在不同耦合系数下共模干扰和差模干扰的频谱图。在确定的耦合电感磁心的情况下,设计滤波器时,为了使功率密度最大化,推导出变换器的临界耦合系数。最后通过实际测试验证了理论分析的正确性。

两种连续导通模式无桥PFC拓扑

工作在连续导通模式的Bridgeless-Boost和Halfbridge-Boost拓扑,省略了传统Boost-PFC前端的整流桥,减少了通态损耗,提高了电路的效率约1%。分析Bridgeless-Boost拓扑共模EMI干扰的产生机理,对Halfbridge-Boost拓扑提出了一种新的控制方式,并作了仿真和试验的验证。

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。

采用耦合电感的交错并联电流临界连续Boost PFC变换器

电流临界连续模式(CRM)的Boost功率因数校正(PFC)变换器具有输入功率因数高,二极管零电流截止等优点,采用交错并联技术可以有效降低输入电流脉动和输出电容电流有效值,有利于输入滤波器的设计,提升变换器的效率。本文将两路交错并联的CRM Boost PFC变换器的两个独立电感反向耦合,以进一步减小电感的体积和重量。本文首先介绍耦合电感的基本原理,分析耦合电感对变换器开关频率、输入电流纹波已经磁链的影响,然后讨论了满足最低频率限制和电感不饱和的条件下,耦合电感的设计方法。耦合后最低开关频率仍满足要求且电感匝数可以减小。最后进行实验验证。

两开关伪连续导电模式Buck-Boost功率因数校正变换器

提出两开关伪连续导电模式(pseudo continuous conduction mode,PCCM)Buck-Boost功率因数校正(power factor correction,PFC)变换器及其控制策略。利用两开关PCCM Buck-Boost PFC变换器电感惯性模态所提供的一个额外控制自由度,可实现单位功率因数控制,并明显改善传统单开关Buck-Boost PFC变换器、两开关连续导电模式(continuous conduction mode,CCM)Buck-Boost PFC变换器和两开关不连续导电模式(discontinuous conduction mode,DCM)Buck-Boost PFC变换器的性能。与两开关DCMBuck-Boost PFC变换器相比,两开关PCCM Buck-Boost PFC变换器减小了电感电流纹波。仿真与实验结果表明,两开关PCCM Buck-Boost PFC变换器的负载动态响应速度明显快于传统的两开关CCM和DCM Buck-Boost PFC变换器。

采用耦合电感的交错并联电流临界连续Boost PFC变换器输入差模EMI分析

对采用耦合电感的两路交错电流临界连续模式Boost PFC变换器的前级差模传导电磁干扰(EMI)进行分析。首先给出了变换器输入电流的脉动幅值和频率表达式,分析了脉动电流谐波幅值的变化,然后通过接收机数学模型计算出传导差模干扰频谱,并分析其变化规律,确定了最恶劣频谱出现的条件。依据数学上电流脉动幅值和干扰值的关系,提出一种计算最恶劣的干扰频谱出现条件的方法。最后通过实际测试验证了分析。

L4984D:连续导通模式PFC预稳压器参考设计方案

ST公司的L4984D是一款线性调制确定关断时间控制电流型PFC控制器,在该控制器工作在连续导通模式时,作为升压PFC转换器具有线性调制确定关断时间控制属性允许工作在确定频率操作模式。该芯片采用10引脚的SoC封装,在连续导通模式下,工作在升压PFC预稳压状态时兼容EN61000-3-2和.JEIDA-MITI标准。

瑞萨推出面向大功率产品、具有连续导通模式交错功能的功率因数校正控制IC

瑞萨科技公司近日推出R2A20114系列功率因数校正控制IC（PFC控制IC），它利用连续导通模式交错功能来为计算机服务器和空调等大功率产品实现小型、高效、低噪声电源装置设计。2009年4月瑞萨将在日本发售R2A20114和R2A20104的样品。

临界不连续电流模式功率因数校正电路设计

研究了电压型和电流型临界不连续电流模式的功率因数校正电路。采用MC332 6 0设计的 5 0 0WAC/DC变换器可以适应 90～ 2 6 5V电压变化范围 ,功率因数在 0 .

多输出端电流模式全差分积分器实现带通滤波器的方法及仿真

该文提出了利用低电压多输出端电流模式全差分积分器(MCDI)设计实现连续时间电流模式滤波器的方法.分析并模拟了MCDI及所提出的滤波器的特性,应用3.3V,0.5μm,CMOS工艺参数仿真得到的二阶带通滤波器功耗仅为0.6mW左右,且其中心频率可在很宽的范围内调控.此外,这种滤波器还具有结构简单,对称性好,失真小等优点,适于全集成.

基于MO-CCCDTA的电控调谐电流模式六阶椭圆带通滤波器

提出了一个多输出电流差分跨导放大器(MO-CCCDTA),利用它设计了一个电流模式二阶带通、二阶高通带阻和二阶低通带阻电路,以此为基础,利用级联法设计了电流模式六阶椭圆带通滤波器。该滤波器仅使用3个MO-CCCDTA、1个CDTA和7个电容,通过调节偏置电流,各滤波器参数均能被电控调谐。计算机仿真表明电路正确有效。