调压管驱动式电压倍增器及其实验

阐明了电源通过一个调压管来激励电压倍增器并以实验结果为依据论述了调压管驱动式电压倍增器及其性能,指出了这种倍增器的可用性。实验表明调压管驱动的电压倍增器比电阻驱动倍增器稳定性要好。

改进的电压倍增器模型及其应用

分析了Ｄｉｃｋｓｏｎ电压倍增器模型的局限性，提出了适用于Ｎ阱硅栅ＣＭＯＳ工艺的电压倍增器模型．用该模型研究了升压值与升压级数、升压时钟、升压管尺寸等的关系．模型计算结果和ＳＰＩＣＥ模拟结果吻合良好．在考虑了电流驱动能力后。

利用LT1054构成100mA可调负电压倍增器

主要介绍了LT10 54开关电容电压转换器与稳压器的功能 ,以及利用它构成 10 0mA可调负电压倍增器 ,并介绍了相应的器件选择和参数分析 .

具有电压倍增单元的准交错并联高增益DC/DC变换器

利用耦合电感和准交错并联BOOST变换器相结合,提出了一种高增益直流变换器拓扑。由于输入采用准交错并联结构,减小了开关器件的电压应力,实现了电流扩容和纹波抑制。同时引入由耦合电感的二次侧与开关电容一起构成电压倍增单元,进一步提高了变换器电压增益。详细分析了变换器的工作过程和稳态性能,并且通过一台实验样机验证了理论分析的正确性。

基于电压倍增器的混合储能系统电压均衡方法

传统主动均衡拓扑往往需要大量的开关管、电感、变压器或双向开关等元件实现能量传递,对于电动汽车而言,无疑会增加系统的体积和成本。鉴于此,本文提出了一种基于电压倍增器的电压均衡拓扑,用于锂离子电池和超级电容组成的混合储能系统。电池均衡拓扑和超级电容均衡充电器通过复用半桥逆变电路集成到仅含2个开关管、3个电感以及若干电容和二极管的电路中,可有效降低混合储能系统的体积和成本。电池均衡拓扑具有自模块化特性,电压均衡速度更快,超级电容充电器具有恒流充电特性。本文详细描述了该拓扑的工作模态和波形,并利用PSIM仿真验证了其均衡特性。最后,设计了由4个电池和4个超级电容所组成的混合阵列进行实验验证。实验结果表明,均衡后单体间电压极差降至10 mV以下,证明了所提方法的有效性。

一种新型电压倍增电路的设计

为了消除传统电压倍增电路中NMOS管的体效应、电荷回流等问题,提出了一种新型电压倍增电路。采用两相非交叠时钟,通过反相器对PMOS传输管栅极进行动态偏置,消除了NMOS管传输高电压时的阈值损失。采用动态衬底偏置方法,保证内部PN结的反偏,消除了体效应和电荷回流。基于Nor Flash 65 nm工艺进行电路设计,并进行Hspice仿真。结果表明,该电路有效消除了阈值损失和体效应,克服了电荷回流现象,提高了输出电压和工作效率。

具有高驱动能力的CMOS级联式电压倍增器设计与实现

为了提高大负载条件下的驱动能力,提出了一种新的级联式电压倍增器VM(Voltage Multiplier),适用于RF能量采集应用。在传统差分驱动整流器的基础上,首先将输入RF信号进行电平位移。然后,该信号用于驱动由栅极交叉耦合晶体管构成的下一级,增加了提出架构的负载驱动能力。采用标准的0.18μm CMOS技术对提出架构进行了实现。负载电容为固定值20 pF时,分别在不同ISM频率和负载电阻条件下,对传统级联式VM和提出的VM电路进行了测量。测量结果显示,与传统电路的测量结果相比,在5 kΩ、20 pF的目标负载条件下,当频率值为13.56 MHz、433 MHz和915 MHz时,最大功率转换效率提升了5%(最小)。

适用于医用X光机电源的一种新型电压倍增器

本文针对X光机电源提出了一种新型电压倍增器———串联三相双向对称电压倍增器。它由三只单相双向对称电压倍增器按平滑电容列首尾依次串联组成。该电压倍增器在每个高频电源周期内完成了6次充放电,因而输出电压的纹波频率是驱动电源频率的6倍。这种电压倍增器比单相双向电压倍增器输出电压大3倍,纹波因数小1/3;比串联三相对称电压倍增器的输出压降小,响应速度快。仿真结果证实了该串联三相双向对称电压倍增器的优良性能。

一种高增益低输出纹波电压的二次型Buck-Boost变换器

为提高变换器的电压增益,减小输出纹波电压及降低开关器件的电压应力,将传统二次型Buck-Boost变换器和电压倍增单元、低通滤波器相结合,提出一种改进二次型Buck-Boost变换器。分析该变换器在连续导电模式下的工作原理、开关器件的电压、电流应力及输出纹波电压。根据不同的标准与其它Buck-Boost变换器进行比较,通过对比表明所提改进二次型Buck-Boost变换器不仅具有较高的电压增益,在同等输出电压的情况下减小开关器件电压应力。最后,对改进的二次型Buck-Boost变换器进行建模,仿真和实验结果验证其理论分析的正确性及提高电压增益、减小输出纹波电压的可行性。

基于无线充电系统的多模块扩展均压技术研究与设计

该文提出一种基于无线充电系统的多模块可扩展充电均压系统,该系统利用无线充电系统自身高频特性取代传统均压电路所需高频电源。同时,基于其物理隔离特性提高无线充电系统应对复杂场景的可行性,解决传统均压系统体积大,难以用于对体积要求高的无线充电场景这一问题。该文分析非理想状态下各电池串充电电压不均导致的电池寿命削减和充电灵活性较差问题,并提出一种在非理想状态下系统可靠充电的方法,通过设定期望的阈值电压可靠关断充电系统,实现灵活充电。该无线充电均压系统可实现电池充电过程中的电压均衡、延长电池寿命,同时减小系统的体积占用,无线充电均压系统对于偏移状态也具有一定适应性,可广泛应用于机器人、无人机等多种无线充电场景,为无线充电均压系统的设计和应用提供了有效的解决方案。

基于Cockcroft-Walton倍压网络的隔离型高升压比DC-DC变换器

传统Boost变换器由于受到占空比的约束,一定程度上限制了其在高电压增益电源上的应用。本文基于隔离型升压变换器和Cockcroft-Walton电压倍增单元研究了一种具有高电压增益的DC-DC变换器,并分析了其工作原理及特性。该变换器通过整合隔离型升压变换器与电压倍增单元实现了超高升压比转换,与传统Boost变换器相比,该拓扑具有以下优点:①在较低占空比下实现了高电压增益;②较低的有源开关器件电压应力;③单开关结构简化了控制电路。最后,搭建了一台效率可达89.5%的35 W样机,实现了24 V到1 000 V的高升压比转换,并利用样机对理论分析结果进行了验证。

脉冲频率调制LLC串联谐振X光机电源

为了满足X光机电源输出电压调节范围宽的要求,提出了一种全桥LLC串联谐振高频高压电源,并利用仿真软件设计其控制电路,使设计方法更加简单.主电路采用全桥LLC串联谐振、高压变压器、单相双向对称倍压整流电路,从理论上分析系统的工作原理,并建立了LLC谐振变换器的基波等效模型,对主电路的参数进行了设计;在控制电路设计中,借助仿真软件得到补偿前系统近似的开环传递函数,再进行控制器的设计.仿真结果表明,输出电压可以在40～120 kV范围内连续可调,输出电压上升时间短、纹波小,在输出电压跳变过程中,动态调节时间很短,证明了所提出的拓扑和控制电路设计方法的正确性和可靠性.

一种超级电容器组均压电路研究

提出了一种基于串联谐振逆变器和电压倍增器的新型串联电容器组电压均衡电路。与传统的均压电路相比,该电压均衡电路主要由二个开关管和一个磁性元件组成,不需要庞大的电压检测电路和复杂的控制电路及反馈电路,从而简化了电路。对电路的工作原理进行详细分析,并对该方法进行了实验验证,实验表明该均衡电路具有很好的均压效果。

带辅助磁场等离子体断路开关的数值模拟

利用全电磁网格粒子方法模拟了外加磁场对等离子体断路开关(POS)断路性能的影响,给出了电压倍增系数与外加磁场的关系曲线。数值模拟表明,外加轴向磁场线圈必须放在同轴型POS阴极的同侧才能显著改善开关的断路性能;当外加角向磁场时,内电极为阴、阳极的同轴型POS的断路性能都得到了不同程度的改善。随着外加磁场的增大,电压倍增系数将达到饱和。

一种改进高增益二次型Boost变换器

为了获得较高的电压增益,减小输出电压纹波及降低开关器件的电压应力,在传统二次型Boost变换器的基础上,结合电压倍增单元和低通滤波器,提出了一种高增益改进二次型Boost变换器.分析了该变换器在连续电感电流模式下的工作原理和稳态性能.对所提改进二次型Boost变换器和现有的Boost变换器进行了比较,通过对比表明所提改进二次型变换器Boost具较高的电压增益,在同等输出电压的情况下降低了开关器件电压应力和减小了输出电压纹波,且具有连续输入电流和输出电流.最后,对改进二次型Boost变换器进行了仿真建模,实验波形分析验证其理论分析的正确性及提高电压增益、降低开关器件电压应力及减小输出纹波电压的可行性.

改进二次型Buck-Boost变换器的研究与分析

针对传统变换器电压增益低、开关器件电压应力大和输出具有较大电压纹波的缺点,通过在传统二次型Buck-Boost变换器后级增加开关电容单元和LC滤波器,提出一种改进二次型Buck-Boost变换器。对该改进变换器在连续导通模式(CCM)下的工作原理进行分析,同时从不同角度对所提改进二次型Buck-Boost变换器和其他二次型变换器进行对比,表明所提改进变换器具有良好的性能特征。最后,对改进二次型Buck-Boost变换器和改进前二次型Buck-Boost变换器进行实验分析,由实验对比可知改进后变换器输出电压增益是改进前变换器输出电压增益的(1+D)/D倍。在输出电压均为37.4 V的升压模式下,改进前输出电压纹波是改进后输出电压纹波的3倍。在输出电压均为9 V的降压模式下,改进前输出电压纹波约是改进后输出电压纹波的12倍;同时在同等输出电压的情况下,改进后开关器件的电压应力明显减小。实验和理论分析验证了所提改进二次型Buck-Boost变换器是可行的。

一种双输入高升压非隔离型DC/DC变换器

提出一种双输入高升压非隔离型DC/DC变换器,用于解决光伏发电系统中直流升压变换器器件使用率低、结构复杂、电压应力高等问题。该变换器采用双路输入可以同时实现两块光伏电池板的接入,减少了变换器的使用数量及成本,使用了混合开关电容单元和多个电压倍增单元来实现高升压,同时有开关器件电压应力低、控制策略简单、输入电源功率可控等优点。通过PSIM仿真和一台功率为400 W的实验样机进行了验证,结果显示在额定工况下所提变换器效率达到了92.6%。

非隔离型高增益DC/DC变换器的研究

针对光伏发电系统中宜流升压变换器升压比高问题,介绍了一种基于电压倍增单元的新型非隔离高增益DC/DC变换器。变换器是在传统两相交错并联Boost变换器基础上,每相电感引入一个二极管和电容单元可获得额外的输入增益,电感输出侧通过电压倍增单元实现高增益输出。分析了变换器的工作原理及其性能特点,通过仿真试验对变换器工作进行理论验证,结果表明在额定工况下变换器的正确性。

一种内触发式大功率氙灯的触发改进方案

氙灯是太阳能模拟器的主要光源。本文针对一直没有得到妥善解决的大功率氙灯点燃时的触发问题,提出一种基于电压倍增的改进方案。实验结果表明,该方案具有良好性能,可以成为大功率内触发长弧氙灯的有效触发方式。