单端初级电感变换器的分数阶建模与仿真分析

出于电感和电容本质上是分数阶的实际情况考虑,针对单端初级电感变换器(Single ended primary inductor converter,SEPIC)的分数阶建模问题进行研究,建立了更准确的分数阶模型。在分数阶微积分的理论基础上,使用状态空间平均法,建立了电流连续模式下SEPIC的分数阶数学模型,推导了分数阶模型的静态工作点、电感电流纹波、电容电压纹波和传递函数表达式。采用分抗电路拟合的方法,实现0.9阶电感和0.9阶电容,用它们替换变换器中的整数阶元件,得到了SEPIC的分数阶电路模型。在MATLAB/Simulink仿真软件中,对SEPIC的分数阶数学模型和电路模型进行了仿真,并与理论计算值进行比较,仿真结果与理论计算基本一致,充分验证了分数阶模型的正确性。对比了分数阶模型与整数阶模型的差异,分数阶模型会产生更大的纹波,但具有更好的动态性能:响应速度更快,超调量更小,到达稳态的时间更短。

单端初级电感变换器拓扑的LED电源设计

单端初级电感变换器(SEPIC)拓扑结构的转换器既可以实现升压,也可以实现降压,而且转换效率也很高,可作为LED的驱动电源。讨论了LED对驱动电源的要求和SEPIC拓扑的电流连续导通模式(CCM)、临界连续模式(TM)和断续导通模式(DCM)的工作原理,重点论述了TM下的工作机制,并阐述SEPIC拓扑电路的器件参数选择原则。在此基础上设计了SEPIC电路,结合相关的控制芯片,对电路进行PWM和PFC,实验结果证明了分析的正确性。

基于SEPIC的新型高增益DC-DC变换器及衍生拓扑分析

针对光伏并网系统中单开关升压变换器(如SEPIC、Boost、准Z源、二次型)电压增益低和半导体器件电压应力大的问题,提出1种基于SEPIC的外部升压型高增益DC-DC变换器。首先对所提变换器在电感电流连续导通模式和断续导通模式下的工作原理和稳态特性进行详细分析,并与其他新型拓扑进行性能对比。在此基础上,给出了基于外部升压网络的衍生拓扑。最后,通过搭建1台400 V/200 W的实验样机证明了理论分析的准确性。所提变换器利用阻抗网络和开关电容单元构成的外部升压网络提升了SEPIC变换器的电压增益,并改善了半导体器件电压应力大的缺点。

单端初级电感转换器的电感研究

单端初级电感变换器(Single Ended Primary Inductor Converter,简称SEPIC)拓扑结构的转换器既可实现升压,又可实现降压,而且转换效率也很高。阐述了SEPIC拓扑结构和功率传递的工作原理,重点讨论了其耦合电感实现削减输入电流纹波的方法及耦合电感的设计原则。在此基础上设计了一个SEPIC电路,结合相关的控制芯片,通过实验结果证明了分析的正确性。

滞环电流控制SEPIC变换器中低频不稳定现象分析

建立滞环电流控制SEPIC变换器的连续时间模型,采用解析及数值方法研究其中出现的低频不稳定现象.给出系统发生Hopf分岔的充要条件,确定系统参数的稳定区域,揭示系统中Hopf分岔现象产生、发展的机理.研究结果表明:系统中出现的低频不稳定现象是由Hopf分岔导致的,SEPIC变换器电路本质上的惯性特性是系统产生Hopf分岔的根本原因.

具有中线电容输入输出共地式三电平直流变换器研究

通常Buck,Boost等6种不隔离三电平变换器都存在输入端和输出端不共地的缺点,所以在使用时会受到限制。本文提出加"中线隔直电容"对变换器进行优化的方案,得出了一系列输入与输出共地的三电平变换器(Three-Level Converter,TLC),并着重对输入端和输出端共地式单端初级电感变换器(Single Ended Primary Inductor Converter,SEPIC TLC)进行了分析研究,进行了2种工作模式下的原理分析,并从该变换器的基本关系分析入手,讨论主要参数的设计并做了仿真实验。结果表明,SEPIC TLC不仅能实现共地,并且继承了原变换器的共性优点。

基于电流模式控制的SEPIC的设计与仿真研究

电流模式控制因瞬态响应速度快,易实现限流、均流等,被广泛应用于开关电源。以电流模式控制SEPIC为例,设计了其电路参数,并仿真分析了关键电路参数对变换器稳定性的影响;根据SEPIC的工作原理,定量分析了各状态变量间的数学关系;设计并确定了SEPIC电感L_(1)、电感L_(2)、输出电容C_(2)、耦合电容C_(1)等主要电路参数;搭建了PSIM仿真电路模型,并仿真分析了关键电路参数对SEPIC的稳定性影响。结果表明,在进行峰值电流模式控制SEPIC的设计工作时,6个稳定边界对电路参数选取在稳定区域所对应的坐标轴数值,可使峰值电流模式控制SEPIC工作在稳定状态。

电动汽车白光高亮发光二极管前照灯驱动电源

针对电动汽车前照灯的运用环境与发光二极管负载的特点,设计了白光高亮LED灯的驱动电源。通过对连续模式下单端初级电感变换器拓扑的分析,选择CCM模式下的单端初级电感变换器拓扑作为驱动电源的功率级电路。对传统峰值电流模式中采样环节进行改进,使其更适合恒流控制,降低采样损耗,并实现小范围模拟调光。讨论了功率级电路的设计思路,给出了补偿环节的参数。该驱动电源成本低、体积小、效率高、适用的温度范围广,能很好地适应电动汽车的运行环境。最后,通过试验,验证了理论分析的正确性。

基于SEPIC的功率因数校正电路的参数设计与分析

介绍了一种基于SEPIC的功率因数校正电路的工作原理,给出了输入电流和二倍线频纹波电压的详细推导过程,分析了占空比大小对于输入电流畸变的影响,给出了主电路和电压补偿器的设计原则。

基于无桥隔离SEPIC转换器的电动汽车充电设备

电动汽车电池充电器中的传统功率因数校正电路由于输入端二极管桥式整流器的高导通损耗而存在效率限制。为了缓解这个问题,提出了一种改进电能质量的单端初级电感式转换器。本文通过不同的工作模式、设计方程、基于仿真的性能和实验验证,描述了所提出的充电器的总体性能,在交流市电电压下的纹波波动。电动汽车电池采用恒流、恒压的控制方式进行充电,通过优化充电效率和固有的PFC,从而提高了充电器的整体性能。