输出电压纹波控制两开关PCCM Buck-Boost PFC变换器

研究了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)变换器的工作原理,为了简化两开关PCCM Buck-BoostPFC变换器的控制器设计,在分析单相PFC变换器输出电压纹波的基础上,提出了输出电压纹波反馈控制算法。该算法采样PFC变换器的输出电压,通过计算得到输出电压纹波值来实时调整电流控制环的补偿系数,无需增加额外的硬件电路,利用数字信号处理器的编程方式即可实现。仿真与实验结果表明,当负载功率发生大范围变化时所设计的系统具有快速动态响应能力。

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。

两端稳压软开关双向BUCK/BOOST变换器研究

研究了双向 BUCK/ BOOST变换器 ,指出通过合理设计电感与死区时间 ,可以使开关管零电压开通 ,并且其体二极管也是自然导通、关断 ,而无反向恢复问题 ,从而大大降低功率损耗。给出双向变换器两端稳压的控制方案 ,根据功率流的方向 ,自动选择工作在 BUCK状态或是 BOOST状态。该控制方案简单易实现 ,并能直接应用于其它需两端稳压的双向变换器。最后给出了 2 4V/ 48V双向 BUCK/ BOOST变换器设计实例。设计结果表明 ,该变换器不仅体积小 ,重量轻 ,而且无论工作在 BUCK状态还是工作在 BOOST状态 ,均获得很高的效率。

一种新颖的四开关Buck-Boost变换器

提出一种新颖的四开关Buck-Boost变换器及其控制策略。该变换器由Buck变换器和Boost变换器级联等效而成,其可以将宽范围的输入电压高效率变换到额定电压附近,这样对后级变换器而言输入就是一个窄范围,从而保证了后级变换器的优化设计;与此同时,四开关Buck-Boost变换器的滤波工作模式还保证了额定输入电压附近效率的最高。实验结果表明:采用文中提出的四开关Buck-Boost变换器作为前级的两级式变换器可以满足未来通信电源模块高效率、高功率密度以及宽输入范围的要求。

双沿调制的四开关Buck-Boost变换器

与传统的Buck—Boost变换器相比，四开关Buck—Boost变换器具有输入输出同极性、开关管电压应力低等优点。该文针对四开关Buck—Boost变换器在通信电源分布式系统中的应用，提出三模式双频双沿调制的控制策略。该控制策略将变换器分成Buck单元和Boost单元，此两单元分别采用后沿调制和前沿调制，并且在Buck—Boost工作模式时，开关频率由Buck以及Boost模式的200kHz降到40kHz，以提高变换器的效率。实验室制作了一台48V（33-75V）输入48V／6．25A的样机，对所提出的控制策略进行验证。试验结果表明所得结论正确。

磁集成开关电感交错并联Buck/Boost变换器

为了提高传统Buck/Boost变换器的电压增益、暂态响应速度同时减小电感支路的电流纹波和变换器的体积重量。将磁集成开关电感技术和交错并联技术应用到传统的Buck/Boost变换中,提出了磁集成开关电感交错并联Buck/Boost变换器。通过采用开关电感结构替换传统变换器中的电感的方式,使变换器正向功率变换的电压增益提高为原来的2倍。采用磁集成技术并合理设计耦合电感间的耦合系数能够减小该变换器电感支路的电流纹波、提高系统暂态响应速度、减小变换器的体积重量,进而提高变换器的电气性能。最后通过实验样机的结果验证了理论分析的正确性。

基于Buck/Boost变换器的NMVS无源无损软开关

针对有源无损缓冲电路结构和控制复杂的缺陷,开发了一种基于无源无损缓冲技术和谐振技术组合并在Buck/Boost变换器上实现,以此来设计具有非最小电压应力缓冲结构的软开关,通过对其7种工作模式下的工作流程分析,得到NMVS无源无损软开关电路单元并将缓冲元件的能量回馈给变换器的输入输出端,实现了无损的效果,并通过理论计算给出其具体的参数。与硬开关条件下的开关电流电压实验波形仿真对比,证实了其开关范围更广、效率更高、结构简单、性价比高,易于控制等优点。

交错并联双向Buck/Boost集成LLC谐振型三端口直流变换器

将交错并联双向Buck/Boost电路与全桥LLC谐振电路通过共用全桥开关单元集成在一起,提出了一种新型的三端口直流变换器,实现了器件共享,降低了体积和成本。该三端口变换器包括两个双向端口和一个隔离的单向输出端口,通过PWM+PFM的混合调制策略,可实现端口间功率流的灵活控制。与传统的移相全桥集成型三端口直流变换器相比,提出的变换器输入电流纹波小,可在宽电压和功率范围内实现一次侧开关管的零电压软开关(ZVS)和二次侧整流二极管的零电流软开关(ZCS)关断,开关损耗小,而且不存在占空比丢失、变压器直流偏磁等问题。研究了该三端口变换器的工作原理、工作模式和端口功率传输模式,并对其增益、软开关等特性进行了深入分析,最后搭建了一台500W的实验样机,实验结果验证了变换器的实用性和理论分析的正确性。

双Buck/Boost集成双有源桥三端口DC-DC变换器

在传统的双有源桥变换器的基础上集成两个双向Buck/Boost电路,提出了一种双Buck/Boost集成双有源桥三端口DC-DC变换器,该变换器实现了桥臂开关管的复用,提高了功率密度。以光伏-蓄电池混合发电系统为例对该变换器拓扑进行分析,采用移相+PWM进行控制,通过控制移相角实现输入与输出端口间功率传输,通过调节占空比来匹配输入端口电压等级,以实现光伏端口的最大功率点跟踪和平衡蓄电池端口的能量传递。分析了该变换器的工作原理、稳态与软开关特性,该变换器较大程度地改善了传统移相控制下DAB在移相角较小时的软开关条件,使得在宽工作范围内能够实现所有功率开关管的软开关。最后建立300W实验样机进行方案验证。

基于发展的PWM Switch模型的Buck/Boost双向直直变换器建模及分析

提出了双向功率流动场合的PWM Switch模型,同时选取典型的Buck/Boost双向变换器作为评估平台。小信号分析结果表明,Buck/Boost双向直直变换器通过仅控制Buck模式主控管可以对电池充放电模式进行切换。其提供了对变换器稳态及动态性能研究的一种快速仿真方法。基于改进PWM Switch模型及器件级电路的详尽仿真对比验证了模型的精确性。

一种用于光伏发电系统的Buck和Boost组合变换器研究

为适用于光伏发电系统宽范围的光伏阵列输出电压情况,将传统的Buck变换器与Boost变换器相结合,采用变换器合成的方式,研究了一种双开关Buck和Boost组合变换器。针对传统的Buck-Boost变换器控制比较复杂的缺点,根据该变换器的输入输出条件提出了三种工作模式,即Boost模式,Buck模式和临界模式。分析了该变换器的工作原理及其控制策略。与传统的Buck-Boost变换器相比较其具有正极性的输出电压和更宽的输入电压范围。仿真与实验结果表明该电路性能优良。

二次侧加钳位开关管的ZCS PWM Boost型DC/DC全桥变换器

提出了一种二次侧加钳位开关管的移相控制零电流开关(ZCS)PWMBoost型DC/DC全桥变换器。该变换器在二次侧加二只用作钳位的辅助开关管,利用恒定的输出电压,通过变压器对一次侧的开关管进行钳位,减小了开关管的电压应力,所有开关管均实现ZCS。本文对该变换器的工作原理进行了详细分析,给出了参数设计的原则。在实验室完成了一台1200W原理样机,实验结果证实了理论分析的正确性。

双向Buck/Boost变换器的教学探析

本文针对现有“电力电子技术”相关教材中存在的对双向变换器的分析不完善和各知识点之间缺乏联系等问题,探析了双向Buck/Boost变换器的拓扑生成原理,并且详细分析了变换器运行于电感电流过零模式下实现零电压开关的具体过程,并推导出了软开关的实现条件。本文有助于学生理解并加深双向变换器与基本Buck和Boost变换器之间的联系和差别,并了解软开关技术在基本变换器中的应用,具有一定的教学指导意义。

采用耦合电感的Buck/Boost集成型三端口直流变换器

新能源联合供电系统中,多端口直流变换器可代替原有多个分立变换器,以简化系统结构、降低成本。针对大电流应用场合,提出一种采用耦合电感的Buck/Boost集成型三端口直流变换器,通过电感交错并联使桥臂结构一致,同时实现电流扩容与纹波抑制,将两电感反向耦合,进一步改善变换器性能。文中给出其拓扑结构与控制策略,讨论其工作原理,重点分析了电感电流脉动、开关管软开关实现范围及开关管电流有效值与耦合系数的关系,并通过一台1kW的原理样机进行了实验验证。

风力发电中Buck-Boost变换器参数设计的动力学建模方法

以DC-DCBuck-Boost开关变换器在变速恒频风力发电中的实际应用为研究背景,给出了对Buck-Boost变换器进行动力学建模与应用经典电路分析相结合的变换器母线电容参数设计方法。首先基于Buck-Boost变换器拓扑结构建立精确的数学模型,再根据此模型参数摄动的动力学仿真来判断应用经典电路分析法所获得的变换器参数的可行性,进而给出合理的参数取值。仿真与实验结果验证了所提出的Buck-Boost变换器参数设计方法的正确性。

控制型软开关变换器的实现策略

该文明确了控制型软开关的定义,总结和归纳出控制型软开关的 5 个特征。然后用现有的控制型软开关变换器检验了这 5 个特征理论。接着应用 5 个特征理论推导和构造出Buck、Boost、Buck-boost、Cuk、Zeta、Sepic、Flyback、Forward等一系列拓扑的控制型软开关的实现方法。一个 48V 输入,19V/5A 输出,开关频率为 200KHz 的同步 Buck 变换器样机进一步验证了控制型软开关 5 个特征理论的正确性,其满载效率达到了 96.1%

DC-DC开关变换器的研究及仿真

开关变换器在日常生产和生活中都有着广泛的应用。对Buck,Boost,Buck-Boost 3种开关变换器的工作原理进行了分析,这3种开关变换器分别具有降压、升压和升降压的作用。并在给定参数的条件下,使用Pspice软件对它们进行了仿真研究,仿真结果给出了3种变换器输出电压情况,并给出了变换器中的储能元件中电流的变化情况。对仿真结果的分析,可以看出当储能元件中电流经过振荡趋于稳定时,电路的输出电压也趋于稳定,可以通过改变电路中脉冲的占空比来改变输出电压的大小。仿真结果显示,Buck变换器具有降压作用,Boost变换器具有升压作用,Buck-Boost具有升降压的作用。通过仿真更加了解了开关电源,为今后设计更优越的开关电源变换器提供了参考。

两级式高压电源变换器的设计与分析

针对小型化行波管对高压电源的特殊应用要求,提出了两级式Boos-t半桥谐振倍压高压变换器结构。高压变换器第二级半桥电路利用变压器漏感和开关管寄生电容进行谐振,实现了主开关管的软开关。通过对前级Boost电路进行设计以及后级半桥电路稳态工作原理分析,给出了系统的控制方案,并对后级半桥变换器的软开关实现条件及其与死区时间的关系进行了讨论与分析。仿真结果和实验波形验证了后级半桥变换器具有良好的软开关特性,验证了理论分析的正确性。实验数据表明两级式高压电源变换器具有较高的效率。

无源软开关三电平Buck／Boost电路

为了提高系统的效率,且不增加控制的复杂性,将一种无原理性过压的无源无损吸收电路单元引入该电路．文中详细地介绍了Buck／Boost电路的三电平无源无损软开关电路的原理和工作过程,给出了相应的设计要点,并进行了仿真研究,所有功率器件均工作在软开关状态．

单相两级有源功率因数校正变换器的研究

文中对两级有源功率因数校正变换器进行研究,设计了一台510W两级式开关电源。该电源前级采用平均电流控制的Boost型PFC电路,实现功率因数校正;后级采用不对称半桥型DC/DC变换器,实现开关管的零电压开关。控制电路采用PFC/PWM复合控制芯片ML4824,缩小电源体积。通过实验证实该开关电源具有高功率因数与高效率的特点。