PWM型开关电容DC-DC变换器的非线性动力学行为研究

建立了PWM型二阶开关电容DC-DC变换器的二维离散映射模型,用非线性动力学理论分析了映射模型定点的稳定情况.以电压反馈系数为参数,通过数值计算描绘了系统动态演化的分岔图和最大Lyapunov指数变化曲线.以二阶串并电容组合开关电容DC-DC变换器为例,用PSPICE软件对其进行模拟仿真,得到了变换器的混沌吸引子.理论分析、数值计算和模拟仿真保持了一致.

开关电容DC-DC变换器的效率

将开关电容网络应用到ＤＣ－ＤＣ变换器，并从能量的角度研究了其效率，得出一个对所有类型的开关电容变换器均适用的公式，提出了改善效率的新的拓扑结构，使升压与降压开关电容变换器均有较高的效率。

逐压控制的开关电容DC-DC变换器

论述了逐压控制的开关电容ＤＣ－ＤＣ变换器的组成和工作原理。采用串－并电容对及与适当电容串联组合的方法，提高了变换器的效率。对采用开关隔离的ＤＣ－ＤＣ变换器亦进行了探讨。仿真与实验结果证明了该方法的优良性能。

开关电容DC-DC变换器的最佳控制方法

在采用等效电量关系法对开关电容DC-DC变换器进行分析的基础上，研究了脉冲宽度调制（PWM）和频率调制（FM）的关系．得出开关电容DC-DC变换器的统一等效电路并指出：对开关电容DC-DC变换器，无论采取什么控制方法，都是能耗控制，因此级联低压差线性稳压器是一种最佳的控制方式．

开关电容DC-DC变换器的设计方法

在对开关电容ＤＣＤＣ变换器进行稳态分析的基础上，研究了面向设计的几个关键技术问题，提出了开关电容ＤＣＤＣ变换器的设计方法，并通过了实验和仿真的手段加以验证．

采用有源电容倍增器改善开关电容DC-DC变换器的性能

研究了开关电容DC-DC变换器输出电压与电容的关系,分析了变换器输出电压波纹产生的原因.针对变换器中大电容难集成的问题,提出了一种基于跨导放大器和第二代电流传输器的有源电容倍增器的新型拓扑结构.该电路只用较少的元件就可以实现开关电容变换器中的浮地和接地电容.以二阶开关电容DC-DC变换器为例,用PSPICE软件分别对采用了有源电容倍增器的新型结构和传统结构进行了仿真.结果显示,基于有源电容倍增器的开关电容变换器仅用100pF电容就等效了200nF电容的输出性能,而且具有更低的输出电压波纹.

适合集成开关电容DC-DC变换器的浮地电容倍增器

针对在集成电路中制作大容量电容器的困难,提出了一种利用电流传输器提高集成电容器容量的方法,称之为连续可变浮地电容倍增器。分析了电容倍增的机理,建立了相应的关系式,在此基础上对用此浮地电容构成的一阶滤波器和开关电容DC-DC变换器进行了理论分析和PSPICE仿真。结果表明,利用电流传输器的阻抗变换作用,可使小容量的电容等效变换为较大容量的浮地电容,从而便于开关电容DC-DC变换器实现全单片集成。

一种低输出纹波的开关电容DC-DC变换器

论述一种新的开关电容ＤＣ－ＤＣ变换器的拓扑结构。在设计中采用两个附加的对称电容器以及相应的开关，以减少由于输出电容的等效串联阻抗造成的输出电压纹波电平。文中以一个１２Ｖ／５Ｖ的变换器为例讨论了这种方法。ＰＳＰＩＣＥ仿真和实验结果表明该方法是可行的。

集成开关电容DC-DC变换器

本文研究了一种仅由MOSFET开关和电容以及控制电路构成的开关电容DC－DC变换器，因不含电感所以便于集成。文中讨论了采用逐压反馈控制取代PWM调节改善变换器性能的方法以及采用适当电容组合实现任意电压变比并提高效率的方法。

一族开关电容DC-DC变换器及其控制方法

提出一种不使用任何感性元件、仅由开关和电容组成的新型ＤＣ－ＤＣ变换器。该变换器采用适当的多级高阶串并电容组合结构取代传统的单级单电容，因而使各种电压变换比的ＤＣ－ＤＣ变换器都能获得较高效率，并可使升压变换与反极性变换同降压变换一样能方便实现。针对该变换器的控制问题，除ＰＷＭ调节外，还就逐压反馈控制（ＶＴＣ）、频率调节（ＦＭ）、以及针对数字系统的固定频率开环控制和级联低压差线性稳压器的方法等展开讨论；并就理论分析提出了一种比传统的状态变量平均法及其他方法更加简单的等效电量关系法。

开关电容DC-DC变换器的输出特性及控制模式

探讨了开关电容 DC-DC变换器的输出功率及频率特性 ,提出了频率极限和功率极限概念 ,并得出了极限频率的确定方法 ,进而讨论了开关电容 DC-DC变换器的控制模式。频率极限由变换器固有的充放电时间常数决定 ,因此减小开关管导通电阻及串并联电容器的等效串联阻抗是提高变换器输出功率的关键 ,集成化是改善开关电容 DC-DC变换器输出的较好途径。

谐振开关电容DC-DC变换器单周控制策略

提出了一种单周期控制的谐振开关电容变换器。对运用单周控制技术与PWM控制的谐振开关电容变换器进行了对比仿真分析。单周控制比较适合用于直接控制谐振开关网络的电荷量,而且计算、设计方法简便,具备良好的动态响应和抗电源干扰强等优点。对仿真分析结果进行了对比试验验证。

5～12V推挽式开关电容DC-DC变换器的性能分析

对 ５～１２ Ｖ 推挽式开关电容 Ｄ Ｃ Ｄ Ｃ 变换器的性能进行了理论分析及计算机仿真。结果表明，该结构的输出电流可达 １ Ａ 以上，效率优于 ７５ ％ ，输出电压纹波小于 ２０ ｍ Ｖ，具有高功率密度、便于集成等优点。

一种基于PWM控制方法的开关电容DC-DC变换器

本文介绍了一种新型的开关电容升压DC-DC变换器拓扑结构,并利用状态空间平均法进行了稳态分析,最后用PWM控制方法进行了仿真,仿真结果验证了理论分析的正确性。

基于二次型升压变换器和开关电容的混合式升压方案研究

提出一种混合式高升压比DC-DC变换器。该变换器由二次型升压变换器、开关电容和耦合电感单元集成。为了减少元件的数量,耦合电感一次侧与二次型升压变换器共用;二次型升压变换器的输出电容一分为二,并与开关电容共用。由于电源和负载之间的共地特性,则输入电流连续。对所提变换器的电压增益进行了推导,并分析其电压应力。结果表明所提逆变器具备高电压增益、低电压应力的特性。最后,搭建了80 W的实验样机,实验结果验证了所提变换器的正确性和有效性。

一种混合耦合电感和开关电容的高增益变换器

为实现用于可再生能源系统的更高电压增益,传统的升压式结构常与相同模块级联以产生高的升压系数。针对此方案效率低和成本高的问题,提出了一种混合耦合电感和开关电容的高增益DC/DC变换器,可在较低的占空比下具有高电压增益;同时具有连续的输入电流、高效率以及输入和输出之间的共地特征。详细分析了新拓扑结构的性能,并与其他高增益升压变换器进行了比较分析。最后,实验结果证明了所提变换器的正确性和可行性。

集成有源开关电感和Y源倍压单元的高增益DC-DC变换器

针对光伏发电系统中光伏组件电压等级的提升,提出一种集成有源开关电感和Y源倍压单元的高增益DC-DC变换器。所提变换器能够实现低开关管电压应力,具有高自由度电压调节能力,在满足一定升压条件下仍能保证电路的效率,在光伏发电中具有较大的应用潜力。对变换器的工作模态、器件电压电流应力、参数设计和损耗效率进行详细阐述。最后通过实验验证所提拓扑结构的可行性。

一种单向隔离型谐振开关电容变换器

作为隔离型单向直流变换器常用的整流器件之一,二极管结电容易与变压器漏感发生谐振,导致严重的电压尖峰问题。为此,提出一种基于二次侧移相的单向隔离型谐振开关电容变换器(UI-RSCC)拓扑,其二次侧整流单元由一个开关半桥和二极管半桥组成,避免了二次侧二极管振荡的产生,可实现所有开关器件的零电压软开关(ZVS)。该文在分析UI-RSCC拓扑的基础上,研究了其输入直流电容的电压均衡机制,提出了相应的输出电压控制策略及其软开关条件。结果表明,UI-RSCC可实现输入直流电容电压的自动均衡,降低了开关器件的电压应力;通过复用部分开关,减少了所需的开关器件数量;使用电容滤波即可实现所有开关器件的软开关,且无需额外的钳位电路。最后,通过仿真及实验结果验证了理论分析的正确性。

软开关高增益准YZ源DC-DC变换器

针对新能源发电系统中所需要的高升压非隔离变换器升压能力不足问题,文中基于Y源变换器和准Z源变换器的优点,提出一种软开关高增益准YZ源DC-DC变换器。所提变换器不仅提高了升压能力,还能够有效吸收漏感产生的电压尖峰。除此之外,应用同步整流技术,使得开关管和二极管工作在软开关条件,提升了转换效率。此外,所提变换器由于电源输入端连接的是单个电感,输入电流连续,电流纹波小。不仅如此,提出的变换器还具备开关管电压应力低、输入输出电压共地等优点。首先对所提变换器的工作模态和稳态进行分析;其次定量计算效率以及损耗分布;将所提变换器的性能与其他变换器进行对比,并明确设计要求;最后通过实验室制作的样机,验证所提变换器的有效性。

一种新型软开关双向大变比DC-DC变换器研究

目前,开关电源等电力电子设备主要的能量损耗集中在开关器件上的开关损耗,因此国内外学者对软开关技术进行了大量的深入研究,以期提高电力电子设备的效率。提出一种新型软开关双向大变比DC-DC变换器,通过软开关方案的设计与应用,减小了功率开关管电压尖峰,实现了各功率开关管相应的零电压开通与关断、零电流开通与关断,提升了变换器的效率。对所提变换器的工作原理和模态变化进行了详细的理论分析,并搭建了1台48~400 V、400 W实验样机,验证了理论分析的正确性。