基于Cockcroft-Walton倍压网络的隔离型高升压比DC-DC变换器

传统Boost变换器由于受到占空比的约束,一定程度上限制了其在高电压增益电源上的应用。本文基于隔离型升压变换器和Cockcroft-Walton电压倍增单元研究了一种具有高电压增益的DC-DC变换器,并分析了其工作原理及特性。该变换器通过整合隔离型升压变换器与电压倍增单元实现了超高升压比转换,与传统Boost变换器相比,该拓扑具有以下优点:①在较低占空比下实现了高电压增益;②较低的有源开关器件电压应力;③单开关结构简化了控制电路。最后,搭建了一台效率可达89.5%的35 W样机,实现了24 V到1 000 V的高升压比转换,并利用样机对理论分析结果进行了验证。

一种适用于燃料电池的新型高升压DC-DC变换器

高升压DC-DC变换器是燃料电池实现并网的重要环节。针对燃料电池输出电压低、输出特性软的问题,提出一种基于开关电容的电流馈电升压变换器。首先,详细阐述了所提变换器的拓扑结构及其在连续导通和不连续导通模式下的工作原理。然后,具体分析了该变换器的电压增益、各元件的电压和电流应力。在此基础上,将其与SC-Boost、SL-Boost等变换器进行性能对比。最后,搭建一台200 W的实验样机验证了所提变换器的可行性和理论分析的正确性。所提变换器结合电流馈电结构和开关电容网络,具有电压增益高、输入电流连续且纹波低的优势,有利于延长燃料电池使用寿命。同时,通过复用开关电容中的电容-二极管(capacitor-diode, C-D)单元对开关管电压进行钳位,降低了功率元件的电压应力。因此,所提变换器适用于燃料电池并网系统。

一种低交调单电感三输出升压型DC-DC变换器

设计了一种单电感三输出升压型DC-DC变换器。采用平均电流模,将各个输出支路电压进行线性相加,构成共模反馈信号,以进行环路补偿。提出一种开关电容采样网络,对输出电压进行采样,得到的采样电压与参考电压进行比较,从而校正输出电压与参考电压之间的直流偏移。为了抑制输出支路间的交调,提出一种新型能量控制逻辑电路,可实现单个电感充放电周期内各个输出支路的循环充电。该升压型变换器基于0.18μm CMOS工艺设计实现。仿真结果表明,在100 mA负载跳变下,前两路输出电压未受到交调影响,第三路受到的影响能够有效减小。

一种低压DC-DC升压电路的实现

针对某些特殊场合下需要的低压直流输入、高压直流输出供电设备,提出了一种采用双端推挽变化原理实现的低压DC-DC升压变换的电路,并给出了具体的方案和电路设计。对具体电路元器件的选型,电路参数的计算,电路的可靠性分析及对其性能指标都进行了优化设计。最后结合当今国际低压DC-DC变换技术现状,对未来电源技术的做出了一些探讨。

一种准Z源升压型DC-DC变换器

针对传统升压变换器存在升压能力有限、电容电压应力大等问题,提出了一种采用2个准Z源网络级联的升压型DC-DC变换器,分析了该变换器的工作原理,推导了该变换器升压比、电容电压应力的表达式。与传统Z源升压变换器相比,该变换器可在占空比小的情况下实现更大的升压比,且在升压比相同的情况下具有更小的电容电压应力。仿真和实验结果验证了理论分析的正确性。

基于双频PFM控制模式的升压式DC-DC变换器

为了改善系统在宽负载范围内的整体效率,设计了一种基于双频脉冲频率调制(PFM)控制模式的升压式DC-DC变换器.首先,选定2个固定的频率.通过检测负载的变化,使得变换器在轻载或重载时工作于其中的1个频率下,而中载时则通过选择2个频率的不同组合来稳定输出电压,提高全载效率.继而设计了一个双频振荡器电路模块.整个芯片设计基于0.5μm CMOS工艺,并在Cadence工具中完成模拟仿真和版图设计.流片芯片测试结果表明,系统在整个负载范围内的转换效率高于75%,最大输出电流可达300 mA,芯片的实际性能达到设计要求.因此,采用这种控制方法能有效提高系统的全载效率,所得变换器可望具有良好的电磁干扰特性.

高升压比DC-DC变换器的研究

随着电力需求的不断增长,高升压比DC-DC变换器的需求也不断增大。提出了一种新型的高升压比DC-DC变换器,该变换器基于两个围绕LC电路的全桥结构使其工作在增幅谐振状态,实现电容电压导数为正,以此来达到升压的目的,而不需要变压器的参与。详细介绍了该变换器的拓扑结构,分析了该变换器的工作原理,对该变换器建立了数学模型,并给出了变换器的设计步骤,最后在Matlab/Simulink平台上搭建了仿真模型。仿真结果表明:所提出的升压DC-DC变换器将4 kV升压到80 kV,升压比达20,因此具有很高的升压比。

一种基于升压DC-DC变换器的白光LED驱动芯片

设计了一种升压型恒流LED驱动芯片,驱动电流可由外接电阻从15~300 mA任意调整,输入电压为2.8~5.5 V,输出电压最高可达38 V。设计固定开关频率为1 MHz,应用时只需很小的外接电感即可。相对于其他驱动器电路,该驱动器增加了过压保护电路,无需外接稳压二极管,降低了应用成本。采用上华0.5μm BCD工艺完成芯片的设计,传输效率高达94%。

一种低功耗PFM升压型DC-DC开关变换器设计

基于EPISIL 1.5mm 25V 双极工艺,完成了一种低功耗电流控制型PFM DC-DC升压开关变换器芯片的设计,采用Hpsice电路模拟软件对设计进行了验证,达到了相应的设计指标。

多级并联电流反馈型DC-DC升压变换器中的分岔与混沌

该文利用二维非线性映射的分岔理论分析了多级并联电流反馈型 DC-DC 升压变换器中的分岔与混沌现象,并得出其在相同参数配置下随着级联数增加的变化规律。该文采用离散时间模型法建立了系统在连续电流工作状态下的离散时间映射关系式,并在此基础上进行了分析和计算机仿真。

一种高性能DC-DC升压变换器的设计

设计了一种内部集成控制电路和DMOS功率开关管的单片集成电流型PWM升压变换器。该芯片的开关频率为1．6MHz，采用1．5μmBCD工艺实现，具有很宽的输入电压范围（2．7～14V）、高转换效率（负载电流1～500mA）。给出了芯片设计方法、思路及主要单元电路模块，如振荡器、输入比较、PWM比较及过温保护电路，的设计方案，总结了该芯片设计中应注意的次谐波振荡和开关噪声问题。仿真及实验测试结果充分验证了芯片的各项性能。

软开关隔离型升压DC-DC变换器设计与实现

为了满足升压型变换器低成本和大功率密度的需求,提出了一种软开关单极隔离型DC-DC变换器。该变换器电路包含一个无损耗缓冲器,通过漏电感固定住开关的电压峰值,从而实现开关的ZVS关断。在失谐状态下,使用Lr-Cr串联谐振电路来实现二极管的ZCS关断。由于磁化电流低,相较于传统的基于反激的变换器,变压器的容量更少。在输出功率250 W和开关频率100 k Hz的条件下进行了实际测试,提出的变换器的最大测量效率为97%。

一种新的低压大电流DC-DC变换器的研究

该文比较了低压大电流DC-DC变换器各种拓扑结构的优缺点,对称半桥-倍流整流对于48V的输入电压是一种合适的拓扑结构。它可以通过两个滤波电感纹波电流的叠加,极大地减小滤波电容上的纹波电流。从而可以减小滤波电感的值。而且在滤波电容旁串联一个电感,可以极大地发挥它的作用,将滤波电容上的纹波电流进一步减小。给出了电路的仿真模型,并使用PSpice对该模型进行仿真,最后得到的仿真结果同理论分析一致,取得满意效果。

一种新型高升压比DC-DC变换器

针对传统DC-DC变换器存在的输出电压增益不高、能量转换效率较低等问题,提出一种新型高升压比直流变换器。该变换器主电路拓扑结构由Boost电路和电荷泵倍压电路组成,具有相互独立的控制环节,与现有典型的高增益阻抗源DC-DC变换器相比,所提出的变换器可以在较低的输入电压下实现更高的升压增益,同时具有更高的转换效率。详细分析了变换器的工作原理,使用Simulink工具对升压方案进行仿真,验证了方案的可行性。实验结果表明:在5 V输入下,输出电压为380 V,输出纹波为0.82%,转换效率最高为80.6%,可用于驱动高工作电压传感器。

一种低电流纹波的低压大电流DC-DC变换器的研究

通过n个倍流整流结构交错并联方式用以进一步减小纹波电流。给出了电路的开关信号波形和仿真模型,并使用Pspice仿真软件对该模型进行仿真,取得满意效果。最后通过实验验证。这种结构特别适用于通信设备、计算机、宇航等领域的电源。

一种DC-DC升压变换电路

在各类控制电路的设计中,经常遇到将一种直流电压变换成另一种直流电压的问题。本文将要介绍的直流——直流变换器是将直流0-5V转换成直流0-500V的变换电路,它具有简章、成本低、高稳定特点。

一种用于升压型DC-DC变换器的过温保护电路

设计了一种用于升压型DC-DC变换器的过温保护电路。采用具有正负温度系数的电流相减,得到随温度变化更加明显的电流,经过电阻分压控制三极管的通断,并采用推挽反相器整形滤波后得到输出信号,实现了芯片过温关断和迟滞开启的功能。采用HHNEC BCD 0.35μm工艺,使用Cadence软件进行仿真验证。仿真结果显示,在各个工艺角及电源电压波动情况下,电路均能在芯片温度上升到170℃时关断、在芯片温度下降到140℃时开启,迟滞值为30℃(±2℃)。

具有最小开关损耗的DC-DC升压变换器

开关式电源变换器的小型化主要是通过高频化和高密度化来实现的 .而高频化带来的一个严重问题是开关损耗的增大 .本文提出的具有最小开关损耗的 DC-DC升压变换器就是对解决这一矛盾的探讨 。

适用于双极性低压直流微电网的自平衡隔离型DC-DC变换器

双极性结构低压直流配电系统具有负荷灵活接入、运行可靠性高等优势。为了最大限度地减少功率变换级数并提升双极母线电压平衡能力,提出了一种适用于双极性低压直流微电网的自平衡隔离型DC-DC变换器。首先,介绍了自平衡隔离型DC-DC变换器的拓扑结构与调制策略,并分析了不平衡负载情况下正负极性直流电压自平衡机理及其换流过程;然后,结合零电压开关工作原理与输出电流纹波要求,对平衡电感参数进行优化设计,并推导了不平衡负载直流偏置引起的中性点电位偏移量;最后,搭建了一套实验样机验证了所提变换器在两直流极不平衡负载下甚至其中一直流极空载下可平衡双极母线电压。

用于直流微电网的高升压变换器设计及效率优化

针对清洁能源输出电压等级较低难以实现直流微电网并网的问题,提出一种基于开关耦合电感的无源钳位结构的高升压DC-DC变换器。所提变换器采用开关耦合电感结构连接变换器的输入端与输出端。通过调整耦合电感的匝比提高电压增益。此外,采用无源钳位结构回收漏感能量,抑制功率开关管上的电压尖峰,降低功率开关管的电压应力,提高变换器的电能转换效率。该文介绍变换器的工作原理,推导了变换器的稳态特性和各元件的设计参数,详细分析变换器的损耗以及选择有利的参数提高效率,如合理设计耦合电感匝比。搭建一台输入电压为40 V、输出电压为400 V、满载功率为250 W的实验样机,验证了变换器的可行性和理论分析的正确性。实测的最高效率和满载效率分别为97.59%和97.10%。