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基于能量模型的临界导通模式Boost变换器软开关方法
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作者 王议锋 杨绍琪 +2 位作者 马小勇 陶珑 王忠杰 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第10期3049-3059,共11页
在变换器高频化发展的趋势中,功率器件的软开关实现对变换效率的影响更加突出。无辅助电路的临界导通工作模式下,Boost变换器主开关管在特定增益下无法实现软开关。为此,该文提出一种能量模型及相应的软开关实现方法。首先,建立死区前... 在变换器高频化发展的趋势中,功率器件的软开关实现对变换效率的影响更加突出。无辅助电路的临界导通工作模式下,Boost变换器主开关管在特定增益下无法实现软开关。为此,该文提出一种能量模型及相应的软开关实现方法。首先,建立死区前后储能元件能量变化的数学模型。然后,结合死区起止时刻的能量平衡方程,研究软开关无法实现的电路机理。在此基础上,考虑开关管输出电容非线性特征,提出软开关实现方法,避免了复杂谐振过程的时域精确建模,提高软开关实现的准确性。最后,搭建500W实验样机进行实验,结果表明,相较于对谐振过程建模的传统时域模型,所提方法将实际开通电压降低47%,使峰值变换效率提升0.4%,进而验证了其有效性。 展开更多
关键词 boost变换器 临界导通模式 能量模型 开关 开关管输出电容
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一种新型单管软开关Boost变换器及其EMI研究 被引量:4
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作者 谢毅聪 熊蕊 《通信电源技术》 2003年第2期6-9,共4页
分析了一种用于传统Boost变换器的软开关方案。电路中只使用了一个开关管以及最少的元件 ,但却获得了开关器件零电流开通和零电压关断的效果。文中通过仿真描述了这一电路的运行特点 。
关键词 boost变换器 开关 EMI 零电流开通 零电压关断 仿真
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单开关低电压应力的高增益Boost变换器 被引量:6
3
作者 丁杰 赵世伟 文楚强 《电子技术应用》 2019年第12期125-128,共4页
为了将分布式发电系统中光伏板、燃料电池等的低压直流电转换成高压直流电,提出一种带有泵升电容的基于开关电容与开关电感网络的高增益DC/DC变换器。该变换器进一步提高了电压增益,减小了功率器件的电压应力。采用磁集成技术,将两个电... 为了将分布式发电系统中光伏板、燃料电池等的低压直流电转换成高压直流电,提出一种带有泵升电容的基于开关电容与开关电感网络的高增益DC/DC变换器。该变换器进一步提高了电压增益,减小了功率器件的电压应力。采用磁集成技术,将两个电感绕在同一磁芯上形成耦合电感,提高了变换器的功率密度。最后,分析了该拓扑的基本工作原理,并制作了一台输入电压为30 V,输出电压为380 V,额定功率为200 W的样机,实验结果证实了理论分析的正确性。 展开更多
关键词 高增益 boost变换器 泵升电容 开关网络
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单开关DC/DC变换器的一种软开关实现策略 被引量:29
4
作者 顾亦磊 陈世杰 +1 位作者 吕征宇 钱照明 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第11期130-133,共4页
该文提出了一种适用于Buck、Boost、Buck-boost、Flyback等各种单开关DC/DC拓扑的软开关实现策略,即同步整流加上电感电流反向的策略。根据两个开关管实现软开关的条件不同,提出了强管和弱管的概念,给出了满足软开关条件的设计方法。一... 该文提出了一种适用于Buck、Boost、Buck-boost、Flyback等各种单开关DC/DC拓扑的软开关实现策略,即同步整流加上电感电流反向的策略。根据两个开关管实现软开关的条件不同,提出了强管和弱管的概念,给出了满足软开关条件的设计方法。一个24V输入,40V/2.5A输出,开关频率为200KHz的同步Boost变换器样机,进一步验证了上述软开关实现策略的正确性,其满载效率达到了96.9%。 展开更多
关键词 开关 DC/DC变换器 开关 开关频率 boost变换器 同步整流 电感电流 样机 拓扑 正确性
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一种新颖的四开关Buck-Boost变换器 被引量:46
5
作者 任小永 唐钊 +2 位作者 阮新波 危建 华桂潮 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第21期15-19,共5页
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;... 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。 展开更多
关键词 宽范围 开关Buck—boost变换器 高效率 高功率密度
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带开关电容网络的交错并联高增益Boost变换器 被引量:33
6
作者 陆治国 郑路遥 +2 位作者 马召鼎 刘捷丰 秦煜森 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第11期153-159,共7页
提出了一种新颖的带开关电容网络的交错并联高增益Boost变换器,对其工作原理和特性进行了详细分析。变换器的拓扑在传统两相交错并联Boost变换器的基础上增加了一个二极管和两个电容,并进行改进,构成了开关电容网络。与传统两相交错并联... 提出了一种新颖的带开关电容网络的交错并联高增益Boost变换器,对其工作原理和特性进行了详细分析。变换器的拓扑在传统两相交错并联Boost变换器的基础上增加了一个二极管和两个电容,并进行改进,构成了开关电容网络。与传统两相交错并联Boost变换器相比,新拓扑不仅输入电流纹波减小,而且在相同的占空比下实现了更高的电压增益,开关器件的电压应力得以减小。因此,新拓扑非常适合应用于低压输入、高压输出的场合,如燃料电池、光伏发电等系统。最后,通过实验验证了理论分析的正确性。 展开更多
关键词 开关电容网络 交错并联boost变换器 电压增益 电压应力
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Boost功率因数校正变换器单周期控制适用性的理论分析和实验验证 被引量:41
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作者 胡宗波 张波 +1 位作者 胡少甫 邓卫华 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第21期19-23,共5页
当输入或者负载跳变时,单周期控制是功率变换器中一种新型的非线性控制策略,单周期就可实现控制目标。然而,单周期控制在功率变换器中的普适性并没有相关研究,限制了它的进一步发展和应用。该文以Boost变换器作为研究对象,引入切换线性... 当输入或者负载跳变时,单周期控制是功率变换器中一种新型的非线性控制策略,单周期就可实现控制目标。然而,单周期控制在功率变换器中的普适性并没有相关研究,限制了它的进一步发展和应用。该文以Boost变换器作为研究对象,引入切换线性系统的概念和理论,基于Boost变换器切换线性系统模型严格证明单周期控制在Boost变换器中的适用性,由此提供一种单周期控制在一般功率变换器中适用性分析方法。在理论研究的基础上,给出了单周期控制Boost变换器实现功率因数校正的一个实际范例。 展开更多
关键词 周期控制 boost变换器 切换线性系统 状态能控性 功率因数校正
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新型ZVZCT软开关PWM Boost变换器的研究 被引量:9
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作者 林国庆 张冠生 +1 位作者 陈为 黄是鹏 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2000年第3期44-47,共4页
提出了一种新型的ZVZCT软开关PWM变换器──主开关管电压和电流为梯形波(4个零、4个斜坡),互相错开,辅助管为零电流通断。它特别适用于以IGBT作为开关器件的高电压大功率场合。通过理论分析、参数选择、电路仿真和实验结果对提出的... 提出了一种新型的ZVZCT软开关PWM变换器──主开关管电压和电流为梯形波(4个零、4个斜坡),互相错开,辅助管为零电流通断。它特别适用于以IGBT作为开关器件的高电压大功率场合。通过理论分析、参数选择、电路仿真和实验结果对提出的方案加以说明。 展开更多
关键词 ZVZCT 开关 变换器 PWM boost变换器
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一种交错并联高增益软开关Boost变换器 被引量:14
9
作者 罗全明 闫欢 +1 位作者 张阳 周雒维 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第12期1-6,共6页
针对如何提高变换器增益的同时,使变换器具有更好的工作性能,提出一种交错并联高增益软开关Boost变换器,详细分析其工作原理,在此基础上对其电压增益进行推导,讨论其软开关工作条件,特别分析考虑电路寄生参数影响时变换器的工作情况。... 针对如何提高变换器增益的同时,使变换器具有更好的工作性能,提出一种交错并联高增益软开关Boost变换器,详细分析其工作原理,在此基础上对其电压增益进行推导,讨论其软开关工作条件,特别分析考虑电路寄生参数影响时变换器的工作情况。发现该变换器具有如下特点:1)通过合理设计电路参数即可实现高升压变换;2)采用两相交错并联技术,使得输入电流及输出电压纹波频率变为开关频率的2倍;3)所有的开关和二极管都实现了软开关,减小了电路损耗。搭建了一台40 W实验样机,实验结果验证了理论分析的正确性。 展开更多
关键词 高增益 交错并联 开关 零电流转移 boost变换器
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双沿调制的四开关Buck-Boost变换器 被引量:24
10
作者 任小永 阮新波 +2 位作者 李明秋 钱海 陈乾宏 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第12期16-23,共8页
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B... 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。 展开更多
关键词 宽范围输入 电感电流脉动 开关Buck—boost 变换器 双沿调制 分布式供电系统
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一种隔离型有源箝位交错并联Boost软开关变换器 被引量:21
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作者 吕晓东 李武华 +1 位作者 吴建德 何湘宁 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第27期7-11,共5页
采用原边并联/副边并联的交错结构,提出了一种新型的隔离型有源箝位交错并联Boost软开关变换器。耦合电感的漏感限制了输出二极管关断电流的下降速率,抑止了输出二极管的反向恢复,大大减小了反向恢复电流引起的损耗。由有源开关和箝位... 采用原边并联/副边并联的交错结构,提出了一种新型的隔离型有源箝位交错并联Boost软开关变换器。耦合电感的漏感限制了输出二极管关断电流的下降速率,抑止了输出二极管的反向恢复,大大减小了反向恢复电流引起的损耗。由有源开关和箝位电容组成的箝位电路吸收并无损的转移了漏感能量,消除了主开关管上的电压尖峰,而两相交错并联电路只需要一组箝位电路,大大简化了电路结构。在整个开关周期内,主开关管和辅助开关管都是零电压软开关动作,大大减小了开关损耗。最后,设计了一台40V输入、380V输出的1kW试验样机。试验结果表明,所有的功率器件均为软开关工作。 展开更多
关键词 交错并联boost变换器 有源箝位 零电压软开关
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一种Boost型双向桥式直流变换器的软开关分析 被引量:13
12
作者 刘福鑫 潘子周 阮新波 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第3期44-51,16,共8页
传统双向桥式直流变换器可应用于能量双向传递供电系统中,但其输入输出电流断续。为此提出一种输入输出电流连续且可实现软开关的Boost型双向桥式变换器,该变换器具有结构对称、电气隔离和控制简单等优点,适用于输入输出电流脉动较小的... 传统双向桥式直流变换器可应用于能量双向传递供电系统中,但其输入输出电流断续。为此提出一种输入输出电流连续且可实现软开关的Boost型双向桥式变换器,该变换器具有结构对称、电气隔离和控制简单等优点,适用于输入输出电流脉动较小的应用场合。介绍该变换器的工作原理,且详细分析开关管电压和电流在开关过程中的变化情况,并据此推导出在考虑结电容影响时开关管实现零电压开关的条件。最后通过一台1 kW的原理样机对理论分析进行验证。 展开更多
关键词 桥式直流变换器 双向变换器 boost 零电压开关
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耦合电感式新型交错Boost软开关变换器研究 被引量:14
13
作者 刘帅 韦莉 +1 位作者 张逸成 姚勇涛 《电子测量与仪器学报》 CSCD 2014年第12期1340-1347,共8页
提出一种新型的耦合电感式交错并联Boost软开关变换器的拓扑结构,并对相应控制方法及耦合电感耦合系数进行设计。该变换器利用耦合电感漏感与开关管输出电容之间的谐振,令开关管在占空比大于0.5时实现零电压开通,在占空比小于0.5时实现... 提出一种新型的耦合电感式交错并联Boost软开关变换器的拓扑结构,并对相应控制方法及耦合电感耦合系数进行设计。该变换器利用耦合电感漏感与开关管输出电容之间的谐振,令开关管在占空比大于0.5时实现零电压开通,在占空比小于0.5时实现近似零电流开通,降低了开关损耗;而且没有添加额外器件,不会对变换器功率密度造成影响。详细给出了电路拓扑结构、工作原理及工作过程分析,对表征电路能量传递的有效占空比进行了讨论,对影响软开关效果的耦合电感耦合系数进行了分析与设计,最后在SIMetrix环境下进行仿真,并搭建了250 W原理样机,仿真与试验结果验证了理论分析的正确性。 展开更多
关键词 交错并联 boost变换器 开关 耦合电感 耦合系数
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开关电感Boost变换器建模与仿真分析 被引量:16
14
作者 高嵩 宋鹤 +1 位作者 陈超波 李继超 《电源学报》 CSCD 2015年第4期77-84,共8页
针对光伏发电系统中传统Boost变换器的升压能力问题,将开关电感结构嵌入传统Boost变换器中,分析变换器功率开关器件的"ON"和"OFF"状态的工作机理,建立升压增益比与开关器件周期占空比之间的关系。利用状态空间平均... 针对光伏发电系统中传统Boost变换器的升压能力问题,将开关电感结构嵌入传统Boost变换器中,分析变换器功率开关器件的"ON"和"OFF"状态的工作机理,建立升压增益比与开关器件周期占空比之间的关系。利用状态空间平均法建立开关电感Boost变换器的数学模型,并在此模型基础上,对功率开关器件的不同工作频率进行仿真分析。仿真结果表明,开关电感Boost变换器不仅比传统Boost变换器具有更高的升压能力,而且在高开关频率下也能有效减小输出量的纹波,提升变换器的转换效率;同时也验证了模型的合理性和正确性,为工程实践设计提供理论支撑。 展开更多
关键词 开关电感 boost变换器 升压能力 建模 仿真
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一族基于改进型零电流开关单元的PWM变换器 被引量:9
15
作者 秦岭 谢少军 周晖 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第4期92-99,共8页
提出一种改进型ZCS-PWM开关单元。该开关单元能在整个变换范围内实现所有有源开关管的零电流开关(ZCS)和所有无源开关管的零电压开关(ZVS),而且通过无源钳位电路彻底地消除了所有开关管的电压尖峰,并使得所有开关管的电流应力都很小。... 提出一种改进型ZCS-PWM开关单元。该开关单元能在整个变换范围内实现所有有源开关管的零电流开关(ZCS)和所有无源开关管的零电压开关(ZVS),而且通过无源钳位电路彻底地消除了所有开关管的电压尖峰,并使得所有开关管的电流应力都很小。详细分析了基于该开关单元的Boost变换器,研究结果验证了这种零电流开关技术的可行性,最后得出了基于该开关单元的一族变换器。 展开更多
关键词 直-直变换器 脉宽调制 零电流开关 开关 boost变换器
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两开关伪连续导电模式Buck-Boost功率因数校正变换器 被引量:15
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作者 张斐 许建平 +1 位作者 杨平 陈章勇 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第9期56-64,10,共9页
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... 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。 展开更多
关键词 动态响应 低电感电流纹波 伪连续导电模式 功率因数校正 开关Buck.boost变换器
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改进单周期控制策略的双向大变比DC-DC开关变换器 被引量:29
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作者 林维明 郭晓君 黄超 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第21期31-37,共7页
大变压比的双向DC-DC变换器广泛地应用于电池的充放电系统、电动汽车、不间断电源、启动/发电系统、光伏发电系统和航空电源系统等场合,其重要性能指标是效率、质量和成本。但是传统非隔离型双向DC-DC变换器在高频下难以取得较大变压比... 大变压比的双向DC-DC变换器广泛地应用于电池的充放电系统、电动汽车、不间断电源、启动/发电系统、光伏发电系统和航空电源系统等场合,其重要性能指标是效率、质量和成本。但是传统非隔离型双向DC-DC变换器在高频下难以取得较大变压比,同时会导致较大的电压电流应力和较大的损耗。为实现非隔离型双向DC-DC变换器的大变比应用,将耦合电感引入非隔离双向DC-DC变换器,实现输入输出电压大变比和效率提升;针对新型双向大变比直流变换器升降压Buck/Boost电路,提出一种改进单周期控制模型,该模型基于所提电路不同工作模式下的有效占空比并结合输出反馈补偿控制,实现有效控制和提高负载的动态响应能力。分析具有耦合电感双向DC-DC开关变换器的工作原理和控制特性,并通过计算机仿真和样机实验验证了所提电路和控制策略具有更高的转换效率、更强的鲁棒性和优良的抗扰动能力。 展开更多
关键词 非隔离双向直流开关变换器 大变比 耦合电感 改进周期控制 动态响应 效率
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两端稳压软开关双向BUCK/BOOST变换器研究 被引量:9
18
作者 朱成花 张方华 严仰光 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第2期226-230,共5页
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... 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。 展开更多
关键词 两端稳压软开关 双向BUCK/boost变换器 零电压开关 多电飞机 死区时间
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磁集成开关电感交错并联Buck/Boost变换器 被引量:25
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作者 李洪珠 曹人众 +1 位作者 张垒 李洪璠 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第6期87-95,共9页
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... 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。 展开更多
关键词 Buck/boost变换器 开关电感 磁集成 交错并联 电压增益
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基于航空交流电网的Boost/半桥组合式软开关谐振PFC变换器 被引量:6
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作者 郑昕昕 肖岚 王勤 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第9期50-57,共8页
研究一种采用Boost变换器和半桥变换器级联所构成的功率因数校正(power factor correction,PFC)变换器拓扑,其工作在电流连续模式(continue current mode,CCM)模式下,仅在半桥变换器输出端使用储能电容补偿瞬时输入输出功率的不平衡。... 研究一种采用Boost变换器和半桥变换器级联所构成的功率因数校正(power factor correction,PFC)变换器拓扑,其工作在电流连续模式(continue current mode,CCM)模式下,仅在半桥变换器输出端使用储能电容补偿瞬时输入输出功率的不平衡。半桥变换器桥臂电容作为Boost变换器输出端电容。通过适当的控制策略,降低了容值,无需高耐压等级的电解电容,提高了电路工作的可靠性。变压器漏感参与谐振,实现了半桥变换器功率管的软开关。分析PFC变换器的电路拓扑,给出前后级的控制逻辑关系,讨论软开关实现的条件以及减小电容规格的可行性,给出仿真及实验结果,证明该变换器具有良好的性能,满足GJB181A的要求。 展开更多
关键词 功率因数校正 boost变换器 半桥变换器 开关 谐振
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