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。

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。

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.

基于标准特征多项式的变电站光储直柔系统双向AC/DC变换器控制策略

为增强变电站光储直柔系统的可靠性,针对其在并网过程中会对变电站电能质量造成不良影响,以及现有设计方法难于工程化问题提出了一种面向工程化的基于标准特征多项式配置方法(SCP)的双向AC/DC变换器控制策略。通过建立变电站光储直柔(PEDF)系统变换器的数学模型,并分析控制器参数对变换器在不同运行模式下的电能质量的影响,然后采用SCP方法来配置闭环系统特征值,分析该方法对抑制并网电流谐波、改善AC/DC变换器并网电能质量的作用,最后对此进行仿真分析并和传统PI控制器效果进行比较,结果表明:所提策略降低了AC/DC变换器在谐波畸变率和并网电流不对称度,系统设计简便,且具有很好地鲁棒性,适合工程实践。

基于最小峰值电流算法的DC/DC变换器控制系统设计

针对传统DC/DC变换器控制系统稳定性差,控制效率低等缺点,设计了一种基于最小峰值电流算法的控制系统。控制系统的硬件部分主要包括整流开关器件,辅助电路,辅助电源,稳压电容,高频变压器等,整流开关管选用了高性能6N137型光耦隔离;给出了变换器控制系统的主控程序,利用PWM调制模块负责持续地更新内移相比值,当变换器电压稳定时计算最小峰值电流,并构建小信号模型进行环路补偿以提高系统的电流转换效率。实验数据表明,提出的控制系统电流控制效率更高且在相同输入功率下的电流应力值更小。

基于有源辅助网络的新型零电流全桥DC-DC变换器

提出了一种新型的零电流全桥DC-DC变换器。该变换器不仅能在全负载范围内实现所有开关管的零电流开关,还实现了输出整流管的软换流。分析了该变换器的软开关实现原理,并采用DSP芯片TMS320F2812作为控制器,设计了变换器数字控制系统,成功研制了一台1kW,25kHz软开关电源。试验结果验证了这种新型PWM DC-DC变换器相关理论的正确性。

一种新型的零电压零电流转移DC-DC变换器

提出了一种新型的零电压、零电流转移DC-DC变换器,即通过采用两条辅助谐振网络实现了全部主、辅开关管的软开关,主开关管实现了零电压零电流开通、零电压零电流关断,开关管电压电流应力小,辅助开关管实现了零电流通断,特别适用于以IGBT作为开关器件的高电压大功率场合。并以其在Boost变换器的应用为例分析了它的工作原理,软开关实现条件,给出了谐振参数的设计方法,该软开关设计思想可以推广到其它基本的DC-DC变换器中。电路仿真和实验结果验证了所提出的方案是可行的。

采用电流矢量控制的电流型PWM AC/DC变换器非线性控制策略的研究

文章提出了一种采用电流矢量PWM控制的非线性控制策略,该方案通过电流矢量PWM控制来跟踪电流指令,从而简化了电流型PWMAC/DC变换器波形发生。在建立电流型PWMAC/DC变换器d-q模型基础上,采用输入输出线性化方法实现了解耦控制,给出了理论分析和调节器参数整定算法,并利用Mallab对控制策略进行了仿真,获得了预期效果。

平均电流控制下的DC/DC变换器大小信号统一动态模型(英文)

提出了适合平均电流控制下DC/DC开关变换器的大小信号统一模型。此模型可用于Buck、Boost和Buck-Boost变换器。它由两部份组成:一部份是开关变换器的平均电路模型;另一部分是平均电流控制器的电路模型。以平均电流控制下的Boost变换器为例,通过实验证明所提出的模型能够准确地预测平均电流控制下DC/DC变换器的稳态、小信号和大信号动态特性。

峰值电流模式升压型DC-DC变换器中斜坡补偿信号产生电路设计

在分析引起电流控制模式升压型DC-DC变换器产生亚谐波振荡的因素的基础上,阐述了斜坡补偿原理,采用UMC 0.6μm BiCMOS工艺设计了相应斜坡补偿电路,HSPICE仿真结果表明所设计的斜坡补偿电路所产生的补偿信号满足斜坡补偿的要求,可用作电流控制模式升压型DC-DC变换器的斜坡补偿信号.

一种CLLLC谐振型双向DC/DC变换器效率优化技术研究

为提升CLLLC谐振型双向DC-DC变换器的工作效率,文中提出一种基于间歇控制技术的变频恒压控制方法。首先,建立变换器基波等效模型得到变换器的电压增益和传输效率特性,通过对原边逆变器的变频控制来改变电压增益,实现输出的恒压控制;然后,针对变换器在轻载时效率较低的情况,提出一种效率优化控制方法,在改变原边逆变器工作频率的同时改变间歇控制占空比,使副边整流器的输入等效负载维持在最优负载处,实现变换器的高效恒压输出;最后,搭建一台30 W的实验样机验证所提方法的可行性和有效性。实验结果表明,变换器轻载时,采用间歇控制变频恒压方法的工作效率比采用变频恒压控制方法提高约6%,在整个负载范围内效率可达87%以上。

基于耦合电感的零输入电流纹波高增益DC/DC变换器

针对传统DC/DC变换器电压增益低、开关器件应力高、输入电流纹波大的缺点,提出了一种零输入电流纹波的高增益DC/DC变换器,实现了开关器件电压应力的降低和输入输出电压增益的提高。同时,在占空比不受限、不增加额外的辅助电路的情况下,利用耦合电感技术来消除输入电流纹波,减少了磁芯数量。详细分析了变换器的工作原理和零输入电流纹波的实现机理。最后,搭建1台额定功率400 W的实验样机,验证了理论分析的正确性。

改进型自抗扰控制在DC/DC变换器中的应用

针对DC/DC变换器在实际应用中不断扩大,对输入波动、响应速度、稳定性等要求越来越高,而传统的PID控制算法无法在复杂的变换器控制系统中获得理想的控制效果,以Buck变换器为研究对象,提出了一种改进型自抗扰控制策略。在基于传统的线性自抗扰控制的基础上,对其进行广义数学分析,在传递函数中引入自定义的零点,同时,对输入通道和测量的干扰,设计了测量滤波器,并设计了二阶自抗扰控制器。最后,搭建以DSP28377为控制器的硬件试验平台,对比分析传统PI控制和改进型自抗扰控制受干扰情况下的动态性能,验证了改进型自抗扰控制的方案可行性,所提出的改进型控制策略不仅将传统的PID控制具有的缺点克服,又将其结构简单的特点保留。实验结果表明:较传统的PID算法而言,加载过程中,调节时间减少125μs,超调量较少0.8%;减载过程中,调节时间减少165μs,超调量减少2.8%。可以得出改进型自抗扰控制策略不但具备快速和高精度特点,还具有更好的鲁棒性和抗扰动性能。

一种电流型DC/DC变换器的研制

提出电流型开关变换器的优点,介绍了高速电流型PWM控制器UC3825B的特点,研制了1MHz电流型PWM DC/DC变换器,并给出原理框图。文中的同步整流电路在输出低电压、大电流方面具有较高应用价值。

基于虚拟频率的隔离型双向AC/DC变换器最小电流应力控制策略

针对隔离型双向AC/DC变换器提出一种基于虚拟频率的最小电流应力控制策略。首先,分析了三重移相(triple phase shift,TPS)控制方法的开关特性,并设计了基于TPS的移相全桥最小电流应力控制算法。然后,针对输出功率与移相比呈非线性的特点,提出虚拟频率控制方法,该算法不仅可以将非线性控制简化为线性化,还可实现交直流变换器单级转换,有效减小中间母线电容,降低系统电流应力。最后,基于TMS320F28335的实验平台对所提出的控制策略进行了实验验证。实验结果表明,当功率双向传输时,所提控制策略能有效地减小变换器的电流应力。

新型降压大电流车用DC/DC变换器

结合两种脉冲调制的特点,设计一种新型的新能源汽车用降压DC/DC变换器,提高了全负载情况下的效率,并进行多种低功耗设计,特别优化了轻负载时效率。对IGBT模块进行了零电流关断保护设计,控制器的PWM采用自反馈PID控制,PFM采用电压反馈控制,最大电流高达50 A。

一种电流型升压DC/DC变换器斜坡补偿电路

设计了一种用于峰值电流模式PWM升压型DC/DC变换器的斜坡补偿电路。该电路结构简单,消除了峰值电流模式开关电源双环控制产生的系统不稳定问题,避免了因补偿不当带来的系统瞬态响应慢和带载能力低等不良影响,提高了开关电源的稳定性。设计基于TSMC的0.35μm CMOS工艺实现。Spectre仿真结果表明,该系统在电感电流发生扰动的情况下,没有产生长时间振荡,能稳定地输出电压。

基于占空比主动调节的钳位开关电容型DC/DC解耦控制策略

钳位开关电容型DC/DC(Clamping Switched Capacitors-based DC/DC,CSC)是构建具有直流故障自清除能力直流变压器的有效模块。由于传统控制策略下的CSC中直流电压与电容电压存在着耦合效应,直流电压的变化将直接引起电容电压与交流环节电压幅值的变化,使得CSC在两端直流电压不匹配时可能发生软开关丢失、电流应力增大、功率损耗增加等运行性能下降的现象。鉴于此,为改善CSC在直流电压不匹配时的开关及效率性能,提出了一种基于可变占空比的CSC电容电压解耦控制策略。该策略可以在CSC的整个运行范围内保证交流电压幅值的自动匹配,对于改善CSC的整体运行性能具有明显效果。基于试验样机,验证了所提控制策略的正确性与有效性。

平均电流控制型移相全桥DC/DC变换器设计方法的研究

平均电流控制型移相全桥DC／DC变换器具有良好的动、静态性能，但电路结构较复杂，控制参数难整定。为此本文对ZVS移相全桥DC／DC变换器的原理和工作过程进行了深入分析，建立了变换器主电路的小信号模型，在此基础上，建立了基于平均电流控制模式下变换器的小信号模型，并由此得出系统的传递函数，最终确定了控制参数。仿真和实验结果表明，本文所提出的设计方案是切实可行的。

一种有源箝位电流型DC/DC变换器的设计

针对高边有源箝位ZVS电流型DC/DC变换器箝位电容电流纹波对输入电流的影响及次级整流二极管硬开关等问题,提出了一种次级谐振倍压整流低边有源箝位电流型DC/DC变换器.首先分析了所提变换器工作原理,然后对其电路参数进行设计,最后运用Matlab/Simulink软件进行了仿真.仿真结果表明,次级谐振倍压整流低边有源箝位电流型DC/DC变换器能消除箝位电容电流纹波对输入电流的影响,解决了次级整流二极管硬开关问题,实现了倍压功能.