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。

变导通时间控制临界连续模式反激PFC变换器

提出了一种变导通时间(variable on-time,VOT)控制临界连续模式(critical conduction mode,CRM)反激功率因数校正(power factor correction,PFC)变换器的控制策略。引入输入电压和反激变压器辅助绕组电压参与CRM反激PFC变换器开关管的导通时间控制,解决了传统恒定导通时间(constant on-time,COT)控制CRM反激PFC变换器功率因数(power factor,PF)低和总谐波畸变(total harmonic distortion,THD)高的问题。分析传统COT控制CRM反激PFC变换器和VOT控制CRM反激PFC变换器的工作原理,实验验证结果表明,VOT控制CRM反激PFC变换器比传统COT控制CRM反激PFC变换器具有更高的PF值和更低的THD。

基于改进恒导通时间控制的临界连续导通模式Boost功率因数校正变换器

为改善临界连续导通模式(BCM)Boost功率因数校正(PFC)变换器输入电流总谐波畸变率(THD),该文提出一种改进恒导通时间(COT)控制,分析改进COT控制对输入电流THD和变换器效率的影响;通过改进电流过零检测(ZCD)电路实现电感电流过零信号的提前检测,补偿信号传播延时的影响,缩短甚至消除反向谐振过程,改善输入电流THD的同时不增加控制的复杂度。最后,该文搭建一台160W BCM Boost PFC变换器实验样机,验证所提改进COT控制的可行性和有效性。

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。

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。

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。

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。

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。

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)。

固定导通时间半滞环脉冲序列控制Boost变换器研究

针对工作于电感电流连续导电模式的脉冲序列控制开关变换器存在的低频振荡问题,提出了开关变换器的固定导通时间半滞环脉冲序列控制技术,分析了固定导通时间半滞环脉冲序列控制连续导电模式Boost变换器的工作原理及其控制规律。研究结果表明,半滞环脉冲序列控制消除了脉冲序列控制连续导电模式Boost变换器存在的低频振荡现象。

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 .

反激式变换器DCM与CCM模式的分析与比较

反激式变换器有两种工作模式,一种是不连续导通工作模式(DCM),另一种是连续导通工作模式(CCM)。文中在分析其工作原理的基础上,通过推导计算两种模式下主要参数的大小,从不同的方面来分析二者的优缺点,进而得出相关的结论。

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。

小信号模型电压控制CCM模式的升压变换器建模与设计

根据Boost变换器时变的、非线性的动态特性,分析了其工作模态和工作原理,利用状态空间平均法建立了其小信号模型,并按照其数学模型组建了电压控制模式闭环控制系统。应用MATLAB对Boost变换器的电路模型和状态空间平均法数学模型进行仿真对比,仿真结果与理论分析一致,证明了所提出的建模方法的正确性。对电压模式控制系统进行仿真,表明系统是稳定的。给出了设计DC-DC变换器参数选择方法。

具有DCM环路校准的ACOOT控制全集成Buck

为解决高频下过零检测不精确所导致DCM模式下转换器存在较大反向电感电流损耗的问题,提出了一种基于自适应固定导通与关断时间控制的全集成Buck转换器。该控制方式属于脉冲频率调制(PFM),可根据输入输出电压和负载大小自动地调整导通时间和关断时间,改善轻载时输出电压纹波和效率。此外,设计了DCM校准环路,实现了精确的DCM工作。采用SMIC 65 nm CMOS工艺进行电路设计。仿真结果表明:在2.5 V输入电压,1.2 V输出电压,负载范围为0~150 mA条件下,最大输出电压纹波为69 mV,峰值效率提高系数为34.2%,峰值效率为73%;当负载为10 mA时,峰值效率为51.1%。

一种DCM峰值电流控制模式AC/DC反激转换器环路的设计

对峰值电流控制模式的AC/DC反激转换器环路进行了研究。通过对DCM模式下电压环路的控制与输出调制函数、反馈和补偿函数的推导,建立了系统的传递函数,并对环路系统的增益和相位裕度进行了定量计算和定性分析;通过设计合理的补偿电路,使环路在全输出负载范围内均具有良好的稳定性。采用Matlab和Hspice软件对环路进行仿真,仿真结果表明,DCM工作模式下,AC/DC反激变换器的环路增益和相位裕度均能满足环路稳定性的要求。

一种PFM控制模式高效反激转换器的设计

设计了一种不连续导通模式(DCM)下高效反激式转换器的控制方案。该方案通过电压检测(VS)端电感检测功率MOS管的导通状态,通过控制电路对VS信号进行采样和保持,采样值输入至降频电路产生降频电流,降低振荡器的工作频率,从而减少功率MOS管的开关损耗,提高转换器的工作效率。在不同的输出负载下,VS的采样值产生不同大小的降频电流不同程度降低振荡器的工作频率,实现对系统的脉冲频率调制和脉冲宽度调制的结合控制。本电路采用0.5μm BiCMOS工艺,利用Hspice和Cadence软件对设计的电路进行仿真。仿真结果表明,转换器的效率高达86%,在0.1 A轻载情况下效率也达到了72.1%,较高的工作效率满足设计要求。