一种电流型升压DC/DC变换器斜坡补偿电路

设计了一种用于峰值电流模式PWM升压型DC/DC变换器的斜坡补偿电路。该电路结构简单,消除了峰值电流模式开关电源双环控制产生的系统不稳定问题,避免了因补偿不当带来的系统瞬态响应慢和带载能力低等不良影响,提高了开关电源的稳定性。设计基于TSMC的0.35μm CMOS工艺实现。Spectre仿真结果表明,该系统在电感电流发生扰动的情况下,没有产生长时间振荡,能稳定地输出电压。

带跳周期模式的高效升压DC/DC变换器

基于UMC0.6μmBCD工艺设计了一种峰值电流模式的PWM控制升压DC/DC变换器,通过引入跳周期模式实现轻负载下变换器的高效率。仿真结果显示,引入跳周期模式的DC/DC变换器在轻载下(负载电流小于5mA)效率仍达到45%以上。

建筑光伏系统中升压DC/DC变换器研究

DC/DC变换器是建筑光伏系统的重要组成部分,主要功能包括升压、最大功率跟踪和电力载波等,文中重点研究DC/DC变换器的升压能力。利用开关电容电感技术对准Z源升压型DC/DC变换器进行改进,得到一种改进型准Z源DC/DC变换器,其升压能力增强,电容电压应力降低。该变换器在占空比小的情况下可实现高增益升压;当电压增益相同时,改进型Z源DC/DC变换器比传统Z源变换器开关管导通时间短,更有利于开关管的散热,延长开关器件的使用寿命。文中先分析改进型准Z源升压型DC/DC变换器拓扑的推演过程,详细分析其工作原理,分析变换器增益特性和电容电压应力特性,在理论研究的基础上,仿真和实验结果验证了新型变换器的优点。

一种基于同步控制双输入高升压DC/DC变换器

目前,光伏并网系统中DC/DC变换器普遍存在升压能力不足、有源器件电压应力较高等问题。针对这类问题提出了一种基于同步控制双输入高升压DC/DC变换器,该变换器具有升压能力强、有源器件电压应力小的特点,其采用同步控制的方式降低了控制系统的设计难度,双输入的拓展也提高了变换器使用的广泛性。首先,分析所提变换器的工作原理;然后计算变换器有源器件和无源器件的电气参数,并进行参数设计;最后结合设计参数,搭建基于PSIM的变换器模型进行仿真,并搭建1台功率为400 W的实验样机,通过实验样机得到的所有波形均与仿真波形一致,验证了所提变换器的有效性。

馈能型电子负载用升压DC/DC变换器设计研究

针对雷达设备电源测试对电子负载的需求,和现有低压馈能型电子负载前级升压环节的不足,文章开展了馈能型电子负载前级升压DC/DC变换器的设计研究,提出了一种四路交错并联升压DC/DC变换器拓扑结构,该变换器具有输入电流大、输入电流纹波小、功率开关器件电压应力小、输出电压增益高等优点。文中分析了电路的工作原理,给出主电路参数表达式,仿真结果验证了理论分析的正确性。

一种新型交错并联单输入高升压DC/DC变换器设计

针对传统的交错并联升压直流变换器输出电压低,开关器件电压应力高等不足之处,提出一种新型交错并联单输入高升压直流变换器。通过开关电感单元替代传统电感、变换器后级增加电容和二极管构成升压单元,提高变换器输出电压。所提DC/DC变换器中开关器件电压应力和二极管电压应力有效降低,升压增益有效提高。同时,该变换器具有元器件简单对称、控制方便等优点。最后,通过Matlab/Simulink搭建变换器仿真模型,验证了输出电压增益效果。实验结果表明,所提拓扑结构能够有效提高输出电压增益。

燃料电池用两级升压DC/DC变换器的研究

本文提出了两级升压DC/DC变换器,该变换器具有宽输入电压范围、高升压比、电气隔离及高效率等特点。对该变换器进行了模型建立、耦合分析及控制器设计。通过实验证明了变换器良好的动态性能及控制策略的可行性。

基于LM3481高变比DC/DC升压反激变换器

现代电子设备对直流电源的性能、集成度提出了越来越高的要求。本文介绍了一种基于LM3481的高变比DC/DC升压电路,使用反激变换器拓扑,可将广泛应用的5V直流电源升压至175V直流电源,升压比达到了35倍,可应用于诸如辉光管驱动电源等使用场合。本文对此电路的拓扑、参数选择以及工作过程进行了分析与描述,使用TINA-TI软件进行电路仿真、并在实际电路当中进行了测试。仿真和测试结果表明,本文设计的电路具备良好的工作性能和工作可靠性。

模块化高压大容量DC/DC变换器综述

随着新能源发电占比增加和电网规模的不断扩大,直流输电系统的容量不断提升,含有不同电压等级的直流电网是未来发展的必然趋势。在此背景下,DC/DC变换器作为直流电网关键设备,在多电压等级互联场景中发挥着重要作用。文中首先对已有的模块化高压大容量DC/DC变换器进行归纳、分类和比较,然后阐述了目前模块化高压大容量DC/DC变换器的拓扑结构、工作原理与特点,并针对其特点提出了不同变换器的适用场景,最后对未来的研究方向提出了建议。

一种交叉倍压型高增益DC/DC变换器

针对光伏发电、燃料电池发电等领域对高增益直流变换器的需求,以两相交错并联升压变换器为研究对象,由2个含有电感的倍压单元组合设计出实现电压提升的交叉倍压结构,据此提出了一种新颖的交叉倍压型高增益DC/DC变换器。该变换器可实现(3n+4)/(1-d)倍的高电压增益(1∶n为耦合电感匝数比,d为变换器占空比),且具有电路器件的低电压应力特性。对于漏感引起的开关管电压尖峰问题,引入了钳位电容构成释放漏感能量通道,同时提升了输出电压。介绍了新型交叉倍压型高增益变换器的拓扑结构,分析了变换器各模态的工作过程,推导了电压增益、输入电流纹波及各器件电压应力等稳态特性,并搭建样机进行实验研究,验证了该直流变换技术方案的可行性和先进性。

固态变压器中隔离双向DC/DC变换器扩展移相下虚拟电流控制策略

该文以固态变压器后级隔离双向DC/DC变换器为重点研究对象,提出一种扩展移相下虚拟电流控制策略。通过分析后级变换器在扩展移相传输功率下相移量关系以获得最小电流应力最优解来提高变换器的传输效率,减少器件损耗。同时通过虚拟电流控制思想在线估算传输功率来提高系统动态响应性能,减少电流传感器使用。最后,对该文所提出的扩展移相下虚拟电流控制与扩展移相控制进行实验对比分析,验证了扩展移相下虚拟电流控制策略具有降低电流应力,显著提高变换器的动态响应的优点。

一种可拓展双输入高增益DC/DC变换器

针对光伏发电系统中光伏电池板集成汇流的需求,提出了一种可拓展双输入高增益DC/DC变换器。该变换器采用了一种新型拓扑结构,可在实现输入输出电压高增益变换的同时降低了开关器件的电压应力。此外,所提变换器还具有可拓展性,可以根据不同的光伏电池板数量和输出电压要求对端口进行扩展,从而降低系统的复杂性和成本。首先详细介绍了所提变换器的拓扑结构,并推导出变换器在不同工作模态下的运行原理。然后,对该变换器的增益特性、开关器件的电压和电流应力、关键器件的参数选择和损耗计算等方面进行了深入的理论分析。最后,搭建了一台输出功率为1 kW的实验样机,并进行了实验测试。实验结果验证了所提变换器理论分析的正确性和可行性。

基于MPC的耦合电感飞跨电容双向DC/DC变换器功率均衡解耦控制策略

耦合电感功率变换器因耦合电感阻抗、电感值等参数差异易导致功率不均衡。针对耦合电感飞跨电容双向DC/DC变换器,提出一种基于模型预测控制(MPC)的功率均衡解耦控制策略。通过对变换器原理进行分析,建立基于电感电流解耦的数学模型,得到包括电感电流和飞跨电容电压等6个控制变量的解耦控制方法。在此基础上,提出基于MPC的功率均衡解耦控制策略。同时,为降低MPC算法的运算负荷,根据解耦控制模型重构模型预测价值函数,实现各控制变量独立动态寻优,使系统能在稳定控制输出电压及飞跨电容电压的同时,实现两相耦合电感的功率均衡控制。最后,通过理论分析及实验对所提策略进行有效验证。

基于数字PWM控制的Buck型DC/DC变换器设计

为解决集成电路生产成本随半导体制造工艺进步而升高的问题,尤其针对传统模拟架构DC/DC变换器中的电阻、电容、运算放大器等模块面积大、功耗高、稳定性差等问题,设计一款基于数字PWM调制buck型DC/DC变换器。设计基于CSMC 0.18μm BCD工艺,使用Verilog硬件描述语言设计数字PID补偿器,在VCS+XA数模混合仿真环境下进行仿真验证。仿真结果表明在不同PVT条件以及不同负载下,输出纹波较低,输出电压稳定,实现了低成本、高鲁棒性的设计目标。

基于部分功率调节的高调压速率DC/DC变换器

应用于5G基站的通信电源可在设备待机时降低输出电压来减少能耗,然而输出电压的频繁快速调节给变换器带来挑战。针对这一问题,采用部分功率调节的思想,在变换器输出端构造部分电压调节电路,对电压调节电路采用电压外环电流内环、负载电流前馈以及输出电压前馈控制,使变换器获得电压快速调节的能力且保持较高的能量转换效率。搭建1kW实验样机,验证了所选拓扑以及控制策略的有效性。

基于电流应力优化和6脉波调制的双有源桥AC/DC变换器控制策略

针对双有源桥(dual active bridges,简称DAB)AC/DC变换器,该文提出基于电流应力优化和6脉波调制的双有源桥AC/DC变换器控制策略.DAB和三相逆变器(three phase inverter,简称TPI)是双有源桥AC/DC变换器的两个关键单元.对DAB采用电流应力优化,对TPI采用6脉波调制.仿真实验结果表明:相对于单移相(single phase shift,简称SPS)调制策略,该文策略的电感电流的峰值更小,即能更有效地降低电流应力.因此,该文所提策略具有优越性.

永磁同步电机双向DC/DC变换器混合储能设计

为了提高永磁同步电机的发电效率,设计一种永磁同步电机双向DC/DC变换器混合储能方案,并开展性能仿真分析。利用双向DC/DC变换器连接储能部件与负载母线,该变换器的控制性能对系统整体动/静态性能存在明显影响。研究结果表明:在Buck模式下仿真测试得到,双向DC/DC变换器高压侧电流逐渐升高,产生了持续上升的最高输出功率。双向DC/DC变换器与Buck电路达到了合理的参数,能够达到混合储能系统要求达到的稳定性与快速性控制标准。本设计的双向DC/DC变换器主电路与Boost电路各项参数处于较优的状态,能够实现对混合储能系统进行稳定高效控制的目标。电感与电容值满足系统运行要求,可以实现双向DC/DC变换器的快速响应,能够快速控制电流值,并获得稳定的电压参数,能够满足优异的动态调控性能。

一种基于数字孪生的小功率DC/DC变换器健康状态监测方法

针对空间电源高可靠和长寿命的要求,提出一种基于数字孪生技术小功率DC/DC变换器健康状态监测方法。首先实时更新DC/DC变换器退化参数,建立“高保真”数字孪生模型;其次基于虚拟实体通过蒙特卡罗方法生成大量数据样本;然后使用层次分析法确定不同指标的权重,根据指标权重计算加权马氏距离,对最终的健康程度分类。以Superbuck变换器为实验电路,验证了所提方法的有效性。

基于标准特征多项式的变电站光储直柔系统双向AC/DC变换器控制策略

为增强变电站光储直柔系统的可靠性,针对其在并网过程中会对变电站电能质量造成不良影响,以及现有设计方法难于工程化问题提出了一种面向工程化的基于标准特征多项式配置方法(SCP)的双向AC/DC变换器控制策略。通过建立变电站光储直柔(PEDF)系统变换器的数学模型,并分析控制器参数对变换器在不同运行模式下的电能质量的影响,然后采用SCP方法来配置闭环系统特征值,分析该方法对抑制并网电流谐波、改善AC/DC变换器并网电能质量的作用,最后对此进行仿真分析并和传统PI控制器效果进行比较,结果表明:所提策略降低了AC/DC变换器在谐波畸变率和并网电流不对称度,系统设计简便,且具有很好地鲁棒性,适合工程实践。