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。

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。

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。

AC/DC变换器传导EMI建模与仿真

本研究旨在探究AC/DC变换器传导EMI的建模与仿真,强调其在电力电子系统设计中的重要性。通过基于传导机制的EMI建模方法,本研究完成了对AC/DC变换器传导EMI的仿真与分析。得出的基本结论是传导EMI在AC/DC变换器中具有显著影响,为其设计与优化提供了新的视角。此研究为电力电子系统的EMI管理提供了重要参考,有助于提高系统性能与可靠性。

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.

一种新颖的宽范围双管正激型DC/DC变换器

该文提出了一种RCD复位双管正激型DC／DC变换器。它继承了RCD复位单管正激变换器占空比可以大于50％的优点，克服了RCD复位单管正激变换器开关电压应力大和励磁能量完全消耗在R上而使得变换效率低的缺点。所推荐的RCD复位双管正激型DC／DC变换器的复位电容只起到补偿复位的作用，复位电阻R上消耗的能量只是原来RCD复位单管正激变换器的几分之一。因此该变换器可以应用于高压输入场合或是宽范围、高效率要求的场合，可提高RCD复位方式的可行性和实用性。最后通过实验证实了该拓扑上述的优点。

谐振复位软开关双管正激型DC/DC变换器

提出一种谐振复位软开关双管正激型 DC/DC 变换器。它将谐振复位方式应用到双管正激变换器中，解决了双管正激变换器占空比不能大于0.5的缺点，同时保留了双管正激开关电压应力小的优点。此外，该拓扑利用谐振复位的特点和副边串接饱和电感的方法实现了所有开关的软开关，因此可以应用于高输入电压、宽范围、高效率要求的场合。文中对该拓扑的工作原理和特性以及软开关的实现和设计进行了详细的描述。最后通过实验验证了该拓扑的上述优点。

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。

高效率150瓦双管正激DC/DC变换器的研制

详细分析一种双管正激DC/DC直流变换器的电路工作原理,对电路的功率损耗及其分布进行了讨论与推导。在此基础上比较不同电路参数条件下的损耗及效率计算结果,设计了一台150瓦原理样机。试验与测量结果表明,该变换器具有高效率、高功率密度等优点。

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。

基于波浪发电储能装置的DC/DC变换器设计实验研究

波浪发电过程中存在着发电的随机性和不稳定性,将储能装置接入波浪发电系统能较好地解决此类问题。针对波浪发电的特点,设计一款利用新型半导体材料功率器件(氮化镓)的DC/DC变换器用于储能装置中。阐述系统结构的组成,并分析其工作原理。根据设计参数和氮化镓开关特性设计出主电路、驱动电路、采样电路和控制电路。根据设计构建测试平台,测试在电压变换的情况下能够稳定输出0.5 A的电流。测试结果验证了所设计方案的有效性,对波浪发电储能系统的实际应用具有一定的参考价值。

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。

一种零输入输出电流纹波高增益DC/DC变换器的设计与分析

随着光伏发电成本逐渐降低,装机容量不断上涨,其并网问题也越来越受到关注。针对光伏发电并网系统对DC/DC变换器的需求,以二次型Boost变换器为基础,结合电容升压技术,提出一种同时具有零输入电流纹波、零输出电流纹波、高增益、低开关管电压应力等特性的DC/DC变换器。分析了其4种工作模式的工作模态,推导了电压增益公式与临界模式参数,并与近年来相关学者提出的同类型变换器进行了对比,最后搭建实验样机进行了验证。

某机载DC/DC变换器振动冲击加速度分析

DC/DC变换器的作用是将载机上高压直流电进行电压转换再分配后供给载机后端各类用电设备使用,需具备优良的可靠性。基于ANSYS力学分析软件,采用有限元法对DC/DC变换器进行随机振动、冲击、加速度分析,并依据分析结果校核DC/DC变换器的强度及刚度,验证设备的结构设计满足机载环境使用要求。

增程式汽车12V DC/DC变换器输出熔断丝熔断问题分析及改进

增程式汽车作为当代传统燃油车向纯电动汽车过渡的车型,在汽车发展中占据着重要地位。DC/DC变换器作为增程式汽车的关键零部件之一,起着至关重要的作用。它将高压电池包输出的高压电转换为合适的电压,为整车及蓄电池供电,确保整车用电器正常用电需求的同时,保证低压蓄电池处于满电状态,是整车供电系统中不可或缺的一环。文章结合某增程式汽车DC/DC变换器输出熔断丝熔断导致蓄电池馈电的问题,进行深入排查,并确认问题发生的根本原因,进而提出优化改进方案,对提高增程式汽车供电系统的可靠性具有重要意义。

双向DC/DC变换器在混合动力汽车中的应用

随着用户对混合动力汽车的动力性能和油耗追求越来越高,搭载双向直流转直流(DC/DC)变换器成为满足用户要求的可能方向之一。文章针对双向DC/DC变换器在混合动力汽车中的应用,分别分析了本田动力控制单元(PCU)系统、不同的拓扑结构选型、双路交错拓扑收益等,并分析双向DC/DC变换器在混动系统中可能遇到技术难点,为混合动力汽车采用双向DC/DC变换器选择提供意见。

两种双管反激型DC/DC变换器的研究和比较

传统的双管反激克服了主开关电压应力大的缺点,使得每个主开关的电压应力仅为输入电压,但是该电路带来了占空比不能大于50%的缺点。为了克服这个缺点,提出了宽范围双管反激的拓扑,不仅每个开关的电压应力要比单管反激小得多,而且占空比也可以大于50%,但该拓扑的漏感能量需外加缓冲电路来吸收。客观地分析和比较了这两种双管反激变换器的特性差异,并指出了两者的适用场合。最后,实验结果进一步验证了以上的观点。