兼顾电感电流连续导通和断续运行模式的DC/DC电路建模和参数辨识

电力电子电路作为开关型功率变换器,其离散事件与连续时间动态特性相互作用,使其呈现混杂系统的动态特征。给出电力电子电路基于混杂系统的统一模型,并在此模型的基础上提出一种能应用于故障诊断的参数辨识法。建立Buck、Boost、Buck-Boost、Cuk、反激式直流变换、正激式直流变换等6种DC/DC电路的混杂系统模型,并且上述模型兼顾了电感电流运行在连续导通模式(CCM)和断续导通模式(DCM)。基于上述模型,以Buck电路为例,给出应用最小二乘算法对该模型的参数进行辨识的方法。通过Buck电路的滤波电感、滤波电容和电容ESR的辨识实验验证了这一方法的有效性。

基于MATLAB的连续导通模式Buck变换器的建模与仿真研究

在分析连续导通模式下Buck变换器各阶段运行特性的基础上,借助Matlab/Simulink强大的数学功能和仿真平台,利用模块化建模的思想,搭建Buck变换器模型,得到其电感电流、输出电压和输出电流的波形。通过对仿真波形的详细分析,验证了仿真结果与理论分析的一致性,确认了建模方法是正确的。

级联式谐振变换器的电路特性及其非连续导通模式的分析

本文介绍了一种多元件级联式谐振变换器,该变换器结合了串联谐振变换器和并联谐振变换器的特点,并且在运行性能上有所提高。文章利用经典交流分析法,推导了电压传输增益,同时分析了非连续导通模式下的各种开关状态,得出相应的等效电路,并且运用数值解法求得谐振电压电流的波形和临界负载电流。

临界连续导通模式Boost功率因数校正变换器的工频调节控制方法

提出了一种电感电流临界连续导通模式(critical conduction mode,CRM)Boost功率因数校正(power factor correction,PFC)变换器的工频调节(line cycle adjusting,LCA)控制方法。LCA控制不需要误差放大器及相应的补偿网络,因此,具有瞬态响应速度快以及环路设计简单的优点,同时,LCA控制的运算量极低,适用于低成本,运算速度较慢的数字控制芯片。实验结果表明,与固定导通时间(constant on-time,COT)控制CRM Boost PFC变换器相比,LCA控制CRM Boost PFC变换器具有更快的瞬态响应速度以及相近的功率因数。

两种连续导通模式无桥PFC拓扑

工作在连续导通模式的Bridgeless-Boost和Halfbridge-Boost拓扑,省略了传统Boost-PFC前端的整流桥,减少了通态损耗,提高了电路的效率约1%。分析Bridgeless-Boost拓扑共模EMI干扰的产生机理,对Halfbridge-Boost拓扑提出了一种新的控制方式,并作了仿真和试验的验证。

瑞萨推出面向大功率产品、具有连续导通模式交错功能的功率因数校正控制IC

瑞萨科技公司近日推出R2A20114系列功率因数校正控制IC（PFC控制IC），它利用连续导通模式交错功能来为计算机服务器和空调等大功率产品实现小型、高效、低噪声电源装置设计。2009年4月瑞萨将在日本发售R2A20114和R2A20104的样品。

L4984D:连续导通模式PFC预稳压器参考设计方案

ST公司的L4984D是一款线性调制确定关断时间控制电流型PFC控制器,在该控制器工作在连续导通模式时,作为升压PFC转换器具有线性调制确定关断时间控制属性允许工作在确定频率操作模式。该芯片采用10引脚的SoC封装,在连续导通模式下,工作在升压PFC预稳压状态时兼容EN61000-3-2和.JEIDA-MITI标准。

单电阻采样连续导通交错式功率因数校正技术

连续导通交错式功率因数校正(PFC)具有纹波电流小与转换效率高等优点,在家电领域得到了广泛的应用。然而,由于交错式PFC既要实现总输入电流的谐波抑制,也要实现分支电路电流的平衡控制,因而常规交错式PFC方案需要多个电流采样电路,导致成本上升与可靠性下降。针对此问题,本文提出一种低成本的交错式PFC控制的全新电路与方法。通过MCU对采样电阻的电压在特定时刻进行采样,并根据采样值重构出总电流与支路电流,可实现单电阻的交错式PFC控制。实验结果表明,该方法可实现低成本的交错式PFC,输入电流谐波得到有效抑制,且支路电流达到均衡的效果。

连续导通型PFC控制环路的设计

介绍和提供模型、工具以改善控制环路的特性，不仅要确保在窄的带宽下提高功率因数，还要给出足够的相移区域，以使系统在整个工作范围内稳定工作。

不连续导通模式反激变压器的设计

反激变压器有两种形式:CCM(连续导通模式)和DCM(不连续导通模式)。我们将在此处介绍DCM模式。DCM反激的思路是在PRI(主要)电流环路的下一个导通时间之前,SEC(次级)电流回落到零。通常,DCM反激是在CCM和DCM之间设计的。

连续导通模式（CCM）PFE控制器IEE2PE501／02

ICE2PCS01常简称为2PCS01，ICE2PCS02常简称为2PCS02。ICE2PCS01、ICE2PCS02是英飞凌第二代连续导通模式（CCM）PFC控制器，采用CMOS和双极器件同时集成在同一块芯片上的技术（BiCMOS技术），用很少的外嗣元件即可满足PFC应用的全部要求。ICE2PCSOI／02专为升压型转换器而设计，所有电流和电压环路补偿都是在外部实现的，从而使其应用性能更佳，

混合导通模式并网逆变器的直接电荷量控制方法

逆变器的不连续导通模式(discontinuous conduction mode,DCM)所需滤波电感量小,可以实现开关管的软开通,因而能够有效地提高逆变器的效率及功率密度。但是,DCM下电流应力较高。针对这一问题,该文采用T型三电平电路构建LCL型并网逆变器,并使逆变侧电感工作于混合导通模式(mixed conduction mode,MCM)。逆变器在负载电流较小时工作于DCM,在负载电流较大时工作于梯形导通模式(trapezium conduction mode,TPCM),从而在实现软开关的同时,有效地减小了电流应力。DCM与TPCM都可以实现固定开关频率,但基于传统的状态平均模型难以实现控制器的设计。该文提出一种以桥臂输出的电荷量作为控制变量的电荷量模型。该模型为线性化的二阶模型,大大简化控制器的设计。基于该模型,该文提出了一种定开关频率的直接电荷量控制方法。最后,通过仿真和实验,验证所提出的建模与控制方法的优越性。

固定导通时间分段双频率控制CCM Boost PFC变换器

为提高电感电流连续导电模式(CCM) Boost PFC变换器的动态响应性能,提出固定导通时间分段双频率(Piecewise Constant On-time Bi-frequency,分段COT-BF)控制技术。分段COT-BF控制器电流内环与电压外环解耦,获得宽带宽的电压外环以提高PFC变换器的瞬态响应速度;采用变频控制,降低输入电压峰值点附近的开关频率,减少开关损耗从而提高效率。研究结果表明,与平均电流控制CCM Boost PFC变换器相比,分段COT-BF控制CCM Boost PFC变换器具有更快的响应速度、更高的效率,同时保持高功率因数(PF)和低总谐波畸变(THD)。

一种高速SRG功率变换器及其CCM风电控制

提出一种无主开关管的新型开关磁阻发电机(SRG)功率变换器拓扑,在高速运行和连续导通模式(CCM)下分析其励磁和发电两阶段工作过程,并与通过开关角控制的经典不对称半桥功率变换器进行对比,发现两者的励磁和发电工作过程基本相同。进一步通过仿真和实验,获得新型功率变换器在高速CCM时的相电压、相电流等结果与理论分析相吻合,并获得转速、励磁电压、发电电压、功率四者的约束关系,从而优化输出功率时可采用调节励磁电压和发电电压的方式,相比于不对称半桥功率变换器,两者的发电输出能力相当。最后,以变速风电应用为例,给出控制策略,无需转子位置检测和风速检测,基速以上无桨距角调节,证实了所提新型功率变换器及其控制策略在高速CCM运行时的有效性。

抑制图腾柱PFC电流过零尖峰控制方法的研究

针对工作在CCM模式下的图腾柱拓扑PFC在电压过零点处电流的畸变问题,在详细阐述图腾柱PFC的工作原理及过零电流尖峰产生原因的基础上,提出一种改进型的过零控制方式,在输入电压过零时刻前后插入死区为低频开关管反向恢复提供时间。在死区时段后对高频开关管施加渐进占空比信号,以完成对低频桥臂的寄生电容上电压释放,并降低过零电流尖峰。控制策略采用基于占空比前馈平均电流控制原理的双闭环控制,提高电流对电压的动态响应能力。基于上述方法,搭建了一台交流输入电压220 V,直流输出电压400 V,满载2 kW的实验样机并进行实验研究。实验结果表明,样机峰值效率可达98.3%,满载时功率因数高达0.99。

临界不连续电流模式功率因数校正电路设计

研究了电压型和电流型临界不连续电流模式的功率因数校正电路。采用MC332 6 0设计的 5 0 0WAC/DC变换器可以适应 90～ 2 6 5V电压变化范围 ,功率因数在 0 .

一种输入电流连续的新型高增益DC-DC升压变换器

高增益DC-DC变换器正越来越多地应用于太阳能光伏或其他可再生能源发电系统。良好的稳态和动态性能以及更高的效率,是为上述应用选取变换器的先决条件。为此,提出一种高增益DC-DC升压变换器。首先,详细阐述了该新型变换器的拓扑结构与工作原理,在此基础上,对其电路参数进行了设计。然后,将所提变换器与最近提出的其他类似变换器在各种性能参数上进行了比较。最后,采用Matlab软件建立了系统仿真模型,并研制了实验样机。仿真和实验结果验证了理论分析的正确性。所提变换器只使用一个功率开关,具有连续的输入电流,同时能够降低开关器件间的电压应力。占空比的工作范围更宽,并且在较低的占空比下可以获得较高的电压增益。输入电流连续是DC-DC变换器的一个理想特性,所提变换器非常适合太阳能、光伏应用。

连续模式无桥隔离型LED驱动电源

由于输入端整流二极管的导通损耗,传统功率因数校正(PFC)变换器在输入电压较低时效率较低。针对此问题,这里研究了一种电流连续模式无桥隔离型谐振式发光二极管(LED)驱动器,消除了输入端的整流桥,提升了驱动器在低输入电压下的效率。通过引入谐振网络,该驱动电源可以在正负电压输入时均实现负载端的正极性电压输出,且各输出支路均流,适用于多路LED驱动应用;驱动电源采用平均电流模式控制,其电感电流工作在连续导通模式(CCM),输入电流的畸变率得到有效降低。同时,两个低导通损耗的金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)采用由同一信号驱动的共源极连接方式,简化了控制电路。最后,通过140W的实验样机有效地验证了理论分析的正确性。

一种基于SiC的并联交错式图腾柱无桥功率因数校正变换器

传统有桥功率因数校正(power factor correction,PFC)变换器具有成本低、控制简单等优点,但其效率会受到不可控整流和非双向结构的影响。为了有效提升PFC变换器的效率并减少电路中半导体数量,提出一种基于SiC器件的并联交错式图腾柱无桥PFC变换器结构。首先,研究并联交错图腾柱无桥PFC变换器的电路模型与工作模态;然后,分析该PFC变换器的工作原理及控制策略,给出电路器件与电路参数的选择设计方法,采用工频电流过零点畸变的抑制策略有效抑制电流纹波;最后,设计并制作额定功率6.6 kW的样机。样机体积为1311 cm^(3),功率密度达到5.015 W/cm^(3),计算效率达到95%,证明了该PFC变换器具有低开关器件容量、高功率传输密度和功率双向流动的优势。

一种改进型单相图腾柱整流器平均电流控制方法

为有效抑制电力电子设备给电网带来的谐波污染并解决能源短缺问题,高效AC/DC PFC变换器受到了广泛关注。文中针对图腾柱PFC变换器转换效率和电流过零点尖峰问题,利用功率开关管替代传统拓扑结构中的二极管,并提出了一种基于CCM模式的改进平均电流控制策略。该控制策略通过引入互补PWM,改进高频桥臂控制方式,降低了二极管续流损耗,提高了变换器转换效率。文中阐述了图腾柱拓扑结构电路工作原理以及控制策略,并在MATLAB/Simulink平台建立相应仿真模型对所提方案进行了验证。在此基础上,文中还设计并搭建一台原理样机。实验结果表明新方法的转换效率提高了1.5%,且电流无明显过零尖峰,证明了所提改进型控制策略的有效性和可行性。