具有磁集成开关电感单元的直流变换器

为了提高传统Boost变换器的电压增益、转换效率以及降低开关管的电压应力,在新型Boost变换器中引入了开关电感单元,提高了该变换器的电压增益。由理论分析可得,相比于传统Boost变换器,引入开关电感后的新型Boost变换器的电压增益提高了(2-D)(1+D)/(1-D)倍,同时将开关电感单元与输出电感进行磁集成,不仅可以有效地降低了支路电感的电流纹波,还可以减小变换器磁性器件的物理体积。应用PSIM软件对理论分析进行了仿真验证,并制作了实验样机,证明了理论分析的正确性。

一种改进型多单元开关电感升压变换器的自适应电流控制方法

相对传统多单元开关电感升压变换器,改进型多单元开关电感升压变换器(improved multi-cell switched-inductor boost converter,InSL-Boost)在不增加器件的前提下,能够获得更高的电压增益以及更低的功耗损失而被广泛应用。针对该变换器,一般采用传统电流型控制策略,然而,当负载多变或未知时有可能引起控制失稳等问题。对此,采用一种自适应电流模式控制方法对其进行调节,使用该控制方法能够更准确、及时地应对负载的扰动。同时,对采用自适应电流模式控制方法的控制器进行设计,并进行了仿真和实验验证。结果表明,所提出的自适应电流模式控制策略更适合改进型多单元开关电感升压变换器的负载变化情况,同时也验证了所提出的控制方法在负载扰动下的有效性。

基于开关电感的混合二次型Boost DC/DC变换器

针对传统直流变换器升压能力不足的问题,在二次型Boost变换器的基础上,结合开关电感单元具有提高升压比的优点,提出了混合二次型Boost变换器.详细分析了混合二次型Boost DC/DC变换器输入电感L_1=L_2、L_1>L_2和L_1<L_2情况下的工作原理.与传统二次型Boost变换器相比,混合二次型Boost变换器升压比更高,输入电感较小.在理论研究基础上,通过搭建实验样机,验证了混合二次型Boost DC/DC变换器的可行性.

一族开关电容调节器

传统的PWM直流变换器由于电感的存在,限制了能量传递速度。而开关电容变换器中不存在电感,能量通过电容直接传递,具有很好的动态特性。但其输出电压受电路结构限制不可调节,且开关瞬间有很大的冲击电流。本文采取将以上两种变换器进行复合的思路,分离出一族基本的开关电容单元和开关电感单元,将这两种单元进行两两组合,推导出了一族开关电容调节器。变换器同时具备开关电容模态和开关电感模态,采用电容作为传递能量的元件,因此具有动态响应快的优点。开关电感模态使其克服了传统开关电容变换器输出电压不可调的缺点,通过改变占空比即可调节输出电压。在实验室完成了一台基于其中一个变换器拓扑的1.2V/130A输出的电压调节模块原理样机,从而验证了理论分析的正确性。