三相交错并联同步Buck的光伏充电控制器

针对光伏发电系统中太阳能电池利率低、蓄电池常因充电不当而损坏的问题,分析了光伏电池的输出特性和蓄电池的充电特性。设计了一个具有最大功率点跟踪(MPPT)的光伏充电控制器系统,并搭建了硬件平台。该系统以dsPIC33F16GS502为主控MCU,采用三相交错并联同步Buck电路为充电主电路。软件编程采用4阶段充电策略对蓄电池进行充电控制,实现了蓄电池在MPPT、恒流、恒压不同充电方式之间的智能切换。其中恒流恒压充电阶段采用了PI算法,快充阶段使用了基于改进的扰动观察法和电导增量法相结合的算法。实验结果表明,最大功率点跟踪能快速跟踪外界环境的变化,并稳定在最大功率点,提高了光伏电池的使用效率,保护了蓄电池,延长了蓄电池的使用寿命。

基于ADP3181的交错并联同步BUCK电路的设计

介绍了美国模拟器件公司的专用于电压调节模块(VRM)的开关电源控制芯片ADP3181的主要特点,并设计了基于此芯片的三相交错并联同步整流BUCK电路,阐述了主电路和控制芯片外围电路的设计,给出了实验结果。

一种改进型交错并联同步Buck变换器

针对多相并联Buck变换器存在各相不均流的问题,该文提出一种改进型交错并联同步Buck变换器,该变换器采用交错控制,具有自动均流的特点。首先,在分析其工作原理的基础上推导输入、输出电压的变换比。其次,利用Saber绘制主要的工作波形。最后,通过样机验证理论分析的正确性。

交错并联BUCK电源CE102超标问题及解决措施

针对交错并联BUCK电源在10 kHz~10 MHz频率范围内传导噪声超标严重的问题,分析了交错并联BUCK电源的工作过程、纹波抑制和原始噪声,提出了EMI滤波器的设计方法,通过对差模电容高频特性、抑制原理的分析,结合插入损耗测试,对差模电容的选型进行了优化。实验结果表明,加装EMI滤波器后的交错并联BUCK电源能够达到GJB 151B—2013中CE102的测试标准,证明了设计的有效性。

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。

交错并联磁集成Buck变换器本质安全性输出纹波电压的分析

为了使Buck变换器以较小的电感达到期望的输出纹波电压指标并满足本质安全要求,将交错并联磁集成技术应用到Buck变换器中,通过合理设置耦合系数,可以增大等效电气电感,同时减小等效本质安全电感,解决了电气指标要求大电感而本质安全特性要求小电感的矛盾。按电感的大小将Buck变换器分为四个工作区域,比较各个区域的最大输出纹波电压,并分析出纹波电压与电感、占空比及负载电阻的关系,得出应在最小占空比与最小负载对应的电感和最小占空比与最大负载对应的电感之间设计变换器。最后通过仿真和实验验证了理论分析的正确性。

直驱式永磁同步风力发电机交错并联网侧变流器环流控制策略

对采用平均模型对交错并联拓扑下的直驱式永磁同步风力发电机网侧变流器的环流问题进行了研究的同时,对三相电流在旋转坐标系下的零序分量的控制策略进行了深入分析,并从抑制环流的目的出发提出了在传统SVPWM调制算法基础上增加一个零序电流环的控制策略。仿真与实验结果验证了策略的可行性与正确性,表明提出的交错并联拓扑下的网侧变流器环流抑制策略具有较好的控制效果。

一种新型交错并联型buck变换器

通过传统buck变换器的三端口网络模型中引入一个开关电容,得到了一种新型带开关电容交错并联buck变换器。通过对新型变换器进行理论分析可知,与传统buck变换器相比,当占空比D<0.5时,新型变换器不仅输出电流纹波减小,且在相同占空比下实现了更高的电压增益;同时开关管的电压应力减小,其电流应力均为输出电流的一半,有利于器件的选择和散热。因此新型变换器非常适合于低输出电压、大电流的场合及输入、输出电压相差较大的系统。最后通过仿真验证了理论分析正确性。

基于FPGA的四相交错并联磁集成Buck变换器研究

在负载变化范围较小的前提下,为提高Buck变换器输出电压精度和电压纹波,在传统Buck变换器拓扑结构基础上,引入多相交错并联磁集成技术。详细分析磁集成条件下,变换器在占空比0-1范围内的相电感电流纹波、四相电感总输出电流纹波、电压纹波与磁耦合系数的关系,确定磁集成变换器占空比与磁耦合系数的最佳选择范围。提出磁集成变换器小信号建模一般方法,并设计出基于FPGA的数字控制器。制作四相交错并联磁集成Buck变换器实验样机,通过实验验证了理论分析的正确性。

多相并联同步Buck变换器控制技术进展

多相并联控制技术适用于高频、低压大电流场合,能满足开关电源日益提高的可靠性、效率和功率密度的要求,已成为开关电源研究领域的重要内容之一,并取得许多成果。对现有的多相并联同步Buck变换器的控制技术进行归纳和分类,分析了各种控制技术的工作原理、特点、实现方法和适用场合,为进一步应用提供了参考。

交错并联磁集成Buck变换器的输出本质安全研究

为了使电路能以较小的最大输出短路释放能量满足本质安全要求,提出将交错并联磁集成技术应用到传统Buck变换器中,交错并联能有效减小输出总电流纹波,磁集成能有效减小单通道电流纹波。以双通道交错并联磁集成Buck变换器为例进行研究,分析了电路的工作原理和临界电感,CCM和DCM下的电感电流纹波,并进行了输出本质安全判据;最后对所设计的电路进行仿真证明理论分析的正确性,并用试验加以验证。

交错并联磁集成Buck变换器的本安特性分析及优化设计

对交错并联磁集成变换器的最大电感电流和最大输出短路释放能量进行分析计算。指出采用交错并联磁集成电路能在更好的保证本质安全的前提下实现变换器输出功率的成倍提高。得出了交错并联磁集成Buck变换器的非爆炸性本质安全判据和使得其最大输出短路释放能量最小的最佳电感、电容设计参数。实验结果证明分析方法的可行性。

基于微分平坦理论的两相交错并联Buck

针对两相交错并联Buck系统在受到干扰时,输出波动较大,恢复时间较长的问题,基于微分平坦理论,提出了一种平坦控制策略。设计了微分平坦控制器,控制器分为两个部分:前馈控制器和反馈补偿器,前馈控制器可以抵消系统的非线性特性,使系统跟随期望的输出轨迹;反馈补偿器用于消除因干扰和系统的未建模部分所引起的系统输出偏离期望轨迹的现象。微分平坦控制器输出电压给定值变化时,能够在更短的时间内重新跟随系统期望输出,同时在干扰产生时,有更好的抗干扰能力。该控制器在提高系统动态特性方面,有一定的参考价值。

一种新型基于二次型Buck变换器的交错并联LED驱动电源

为了减小输出电流纹波,提出了一种基于二次型Buck变换器的交错并联LED驱动电源。主电路由一个二次型Buck变换器和一条新增支路构成,这条新增支路包括一个开关管、二极管、电感和电容,优化了原有的拓扑结构,实现了高功率因数和恒流输出。采用交错并联技术,有效减小了滤波电感和输出电流纹波,纹波大小仅为输出电流峰峰值的0.18%。最后通过实验样机详细验证了理论分析的正确性。

基于混沌同步的Buck变换器并联均流控制

针对处于混沌状态的降压(Buck)变换器并联均流效果不佳且均流的稳态和动态特性差的现象。首先建立电压控制型Buck变换器的分段光滑开关模型以及离散模型,并分析系统通往混沌的道路。然后确立初值不同的驱动与响应系统。将所设计的终端滑模控制率施加到响应系统上从而实现并联系统的混沌同步控制。基于混沌的同步特性,可以实现电压控制型Buck变换器的并联均流控制。最后通过MATLAB/Simulink仿真平台搭建施加控制后的并联系统模型进行实验仿真。结果显示,并联系统均流误差接近于0,并当输入电压发生突变时,均流误差未发生改变,表明施加终端滑模控制后,Buck变换器并联均流误差小且具有较好的稳态和动态特性。

交错并联Buck变换器轻载效率的优化设计

为了提高交错并联Buck变换器的轻载效率,在之前通道控制的基础上,提出了轮换型通道控制方案。当变换器工作在满载时,采用PWM控制方式;当变换器工作在轻载时,采用PFM控制方式,减少了因某一通道开关器件长期工作所带来的老化效应,使得变换器在全负载范围内具有更高的效率。以4相交错并联Buck变换器为例,通过仿真和实验验证了理论分析的可行性。

基于SiC器件的大功率交错并联Buck电路

交错并联Buck电路能够以较低的开关频率实现高频输出,在与传统的Buck电路输出电流相同的情况下,输出的电流纹波减小,支路电流为主电路的1/2,从而减小了开关管和二极管的电流应力,在一定程度上可以提升电路效率。碳化硅(SiC)作为一种新型材料,可以在高压、大功率、高频、高温条件下应用。在大功率条件下把碳化硅和交错并联Buck电路结合起来,与硅(Si)器件进行对比,通过实验进行验证,结果证明SiC交错并联Buck电路的应用优势。

交错并联Buck变换器设计及仿真分析

介绍了交错并联技术的基本原理及其优点,并分析了两通道交错并联Buck电路的工作过程,通过具体的实例说明了Buck变换器的设计过程,使用PSIM仿真软件对设计的电路进行仿真印证,仿真结果表明,交错并联技术可以减小输出电流纹波和增大纹波频率,降低滤波电容和磁性元件的要求,提高变换器的功率密度。

具有快速瞬态响应和宽稳定范围的交错并联Buck变换器恒流控制技术

将电荷控制与4相交错并联Buck变换器相结合,应用于恒流输出场合,拓宽了变换器的稳定范围,提高了变换器的瞬态响应速度;将其与峰值电流控制的4相交错并联Buck变换器进行对比,建立并统一了两者的小信号模型。在统一模型的基础上,分析了2种控制方法下变换器的稳定性和瞬态性能,从理论上证明了在没有添加斜坡补偿的条件下,电荷控制比峰值电流控制具有更宽的稳定范围和更优的瞬态性能。最后通过仿真和实验验证了理论分析的正确性。

四相交错并联Buck变换器的单周控制

分析了四相交错并联Buck变换电路,提出一种单周控制与PID结合的改进型单周控制方案,以提高输出电压动态响应。采用该方案的变换器输出纹波低,且具有优异的抗扰动性。理论和仿真结果证明了该控制方案的可行性和有效性。