集成于电流模降压型DC-DC变换器的电流采样电路

针对电流模降压型DC-DC变换器,提出了一种新颖的CMOS片上电流采样电路.该电路结构简单,易于集成,功率损耗小,且通过MOSFET的匹配使采样比例几乎不受温度、模型以及电源电压变化影响.并通过进一步的优化设计,使得响应速度更快,工作电压进一步降低.提出的采样电路在一款基于0.5μm CMOS工艺设计的单片电流模降压型DC-DC变换器中进行了验证.在2.5~5.5V的电压范围,0~2A的负载范围内芯片工作稳定,瞬态响应良好,且效率高达96%.

过零电流自动切换的同步降压型DC-DC变换器

设计了一种基于自适应导通时间(Adaptive On Time,AOT)控制的同步降压型DC-DC变换器。在重载工作时频率近乎恒定,在轻载工作时频率随负载变化,以此实现整个负载范围内的高效率。同时,该DC-DC变换器采用内置MOS管的同步整流方式,提高了转换器的效率。在DCM状态下电流过零时,通过检测同步整流下管漏端的负电位,提早关断同步整流MOS下管,电流自动切换到寄生的二极管,防止过零时电流反灌。芯片采用韩国东部0.35μm BCD工艺投片验证,给出了详细的测试结果。

降压型DC-DC变换器低端驱动的研究

介绍了降压型(BUCK)变换器的开关管由高端置于低端,详细分析了降压型变换器高端驱动的问题和低端驱动方式,阐述了基于UC3842芯片降压型(BUCK)变换器控制系统的设计。该设计采用低端驱动方式,驱动方便,电路简单,容易实现。

一种多模式降压型DC-DC变换器的分析与设计

为提高轻载下DC-DC变换器的效率,设计了一种降压型多模式DC-DC变换器控制芯片。其特点是在不同负载条件下采用不同的工作模式:在重、中载条件下采用脉宽调制(PWM),轻载条件下采用Burst调制,从而明显提高轻载条件下的效率。同时,采用片上集成功率开关管和同步整流管,提高了功率密度和变换器的效率。该芯片采用BCD1.5μm工艺实现。仿真结果表明,在重载和轻载条件下,变换器效率分别达到90%和80%以上。

基于堆叠滤波结构的高电压比低纹波隔离型DC-DC制氢变换器

氢能是未来新能源电力系统中一种重要的储能方式,DC-DC制氢变换器则是连接新能源系统直流母线和电解槽的关键设备。在制氢这种大电流应用场景中,现有的大电流DC-DC变换器拓扑通常难以兼顾高效率、高电压转换比和低输出电流纹波等指标要求。为此该文提出一种基于堆叠滤波结构的DC-DC制氢变换器,该堆叠滤波结构是简单的软开关电路,具有低功耗特点,可并联于变换器输出侧有源补偿输出电流纹波,使得纹波消除不再依赖繁重的无源滤波器和高开关频率,从而提升变换器效率。此外,提出一种半波导通控制方式,该控制作用于变压器二次侧的两相交错Buck电路,可有效提高变换器的电压转换比。分别对提出的制氢变换器的拓扑原理、控制方式、参数选取和性能进行了详细的理论分析,最后通过PSIM仿真和240 W/20 A的实验样机对DC-DC制氢变换器进行了验证。

三电平降压型DC/DC变换器的建模与控制

三电平非隔离DC/DC变换器具有高效率、高功率密度、低成本等优点,广泛应用于新能源储能领域。此处分析了三电平降压型DC/DC的工作原理,推导并建立了系统的小信号模型,采用载波移相控制。同时,针对高压侧电容中点电位不平衡问题,采用了一种电容电压平衡控制策略。最后,对所采用的变换器控制策略进行了仿真,并在一台60 kW样机上得到验证。

基于滑模控制的DC-DC降压变换器实验平台

为了实现DC-DC降压变换器的高精度控制,设计了一种基于滑模控制的输出电压调节器。首先根据DC-DC降压变换器的工作原理建立了系统的动态模型;接着利用转换后的受扰动态模型设计了滑模控制器,同时基于李雅普诺夫函数证明了闭环系统的稳定性;最后使用Matlab/Simulink软件和DC-DC降压变换器硬件电路搭建了实验测试平台。测试结果表明与传统的PID控制方法相比,DC-DC降压变换器系统在所设计的滑模控制器的作用下可以获得更快的动态性能与更强的扰动抑制能力。该实验平台不仅有利于大学生理解和掌握滑模控制理论,还可以提高大学生的工程应用能力。

基于STM32的DC-DC降压变换电路设计与实现

文章提出了一种小型可调DC-DC降压变换器的电路系统。该系统由主控板(MCU)、辅助电源、Buck主电路组成,主控板基于STM32F103RC最小系统板设计,辅助电源为MCU和主电路供电,Buck主电路由MOSFET管、电感及滤波电容构成。利用PWM控制,设计驱动电路控制MOSFET管的通断;利用反馈电阻实现闭环电压控制,控制算法选用PID,通过改变PWM波的占空比来改变输出电压以达到调压的目的。该降压变换器设计简单、经济适用、通用性强、模块移植性强,适用于低压工作场合,其输入电压为24 V(可适当调整),输出电压在0~20 V连续可调。文章在Buck电路理论分析和仿真实现基础之上,设计了印刷电路板并完成实物制作,物理试验结果验证了该设计的正确性和电路的有效性。

DC-DC降压变换器的固定时间变增益二阶滑模

针对DC-DC降压变换器提出了一种基于变增益二阶滑模控制的固定时间输出电压调节算法。首先,在考虑外部干扰以及未知建模动态的前提下,通过平均状态空间法得到了含有不确定性的降压电路的状态空间数学模型。接着,针对所得到的数学模型构造了相对阶为2的滑模变量,并提出了一种增益可变的新型滑模控制算法,实现了收敛时间不依赖于系统初值的固定时间输出电压调解控制。此外,通过Lyapunov分析得出闭环系统能够完成全局性固定时间稳定的结论。最后,通过仿真与已有算法进行比较,验证了所提算法的有效性。

PWM型降压式DC-DC变换器中的混沌现象

对工作在电感电流连续模式下的 PWM型降压式 DC- DC变换器进行了研究 ,采用连续采样、恒频的 PWM控制环调节 DC- DC变换器的输出电压 .通过理论分析与实验电路两方面证实了DC- DC变换器在某些特定的电路参数下会出现多脉冲、倍周期分叉及混沌等现象 .

一种新型升降压DC-DC变换器的建模与控制

对一种新型升降压DC-DC变换器进行了研究,新型变换器具有任意升降压功能,对稳态时的工作原理进行了分析,根据状态空间平均法建立了新型升降压DC-DC网络在电流连续工作模式下(CCM)的交流小信号模型,对模型进行分析,获得了控制至输出的传递函数,实现了输出电压闭环控制。最后建立实验样机,进行了实验验证,实验结果与理论分析相吻合。

新型升-降压DC-DC变换器的研究

提出一种DC-DC变换器拓扑,此种变换器具有大范围的升降压功能,克服了传统变换器只能升压或者只能降压的缺陷。研究了主拓扑在一个开关周期的工作模式,通过分析电路拓扑的工作原理,推导了电路的相关电压关系。与Z源DC-DC变换器进行比较,表明该拓扑具有更低的电容电压应力,同时提高电路的可靠性。通过计算机仿真和样机实验对拓扑进行相关性能测试,理论分析与实验结果完全符合,验证了此DC-DC变换器拓扑的可行性和实用性。

一种具有大降压比的新型DC-DC变换器

在一定占空比下,研究一种具有更大降压比和低开关电压应力的新型DC-DC变换器。该变换器由低侧开关型降压单元和开关电感型降压单元级联而成。其中,低侧开关型降压单元在拓扑上等同于主控开关位于低侧的Buck电路;开关电感型降压单元则由两个二极管与两个电感以X型方式连接而成。用两套低侧开关型降压单元相互堆叠以及配置两个主控开关的方式来大幅降低开关器件的电压应力。在对该变换器的工作模态与稳态特性进行分析的基础上,使用SIMPLIS对理论分析进行仿真验证。调试了一台功率为500 W的硬件样机,试验结果表明该变换器具备降压比大、开关器件电压应力低、输入电流连续的特点。

基于PWM型DC-DC降压变换器研究

基于PWM的Buck变换器,包括Buck电路的工作原理分析、Buck电路的主电路参数设计、Buck电路的仿真.本文阐述该变换器控制系统的原理和实现,并提出利用RC缓冲器来解决干扰问题的方法.

具有最优动态响应的PWM型DC-DC变换器非线性控制新策略

提出一种新颖的PWM变换器非线性控制新策略,通过引入一个非线性积分器,并采用等间隔反向线性复位法,强制被控开关变量平均值在每一个完整的开关周期中严格等于控制基准,彻底解决了因电力电子器件开关时间导致的开关误差,实现变换器在输入电源变化时的零稳态误差。利用带自动积分限幅功能的控制器,在电感电流连续或不连续模式、以及临界状态下,系统均能稳定可靠的工作。利用带双前馈补偿的控制器,变换器对负载扰动的抑制能力显著改善,系统动态响应实现了工程最优动态响应。新策略具有良好的通用性,适用于各种硬开关或软开关方式的Buck、Cuk、半桥或全桥变换器,以及由他们派生出来的其他变换器。

一种全功率范围零电压开通的电流型双向隔离DC-DC变换器

针对传统电流型双向变换器存在的低压侧开关高电压尖峰和硬开关现象,提出一种可在全功率范围内实现实际零电压开通(ZVS)的电流型双向隔离DC-DC变换器。该变换器的一次侧Boost半桥能有效抑制开关管的高电压尖峰;二次侧为两个有源半桥并联,通过调整二次侧桥内移相角可改变实现ZVS的反向电流的大小。该变换器通过采用混合移相+脉宽调制(PWM)控制,可使所有开关管在全功率范围内实现实际ZVS。首先,介绍变换器的工作原理;然后,详细分析变换器的功率传输特性和软开关特性;最后,搭建一台30~60V输入、400V/2.5A的实验样机,验证了所提变换器及其控制策略的优势。

推挽型隔离DC-DC变换器软开关条件分析

电流型隔离DC-DC变换器具有电流脉动小的优点,有利于延长储能系统锂电池的使用寿命;同时,减小开关损耗是提高功率变换效率的关键技术之一。因此该文讨论利用电流型推挽隔离DC-DC变换器开关管的寄生电容进行谐振,满足开关管的软开关条件。首先分析变换器的增益特性和工作模态;其次基于变换器的等效电路模型,详细分析推挽型隔离DC-DC变换器的软开关瞬态过程,推导出变换器全部开关管软开关条件的参量表达式;最后通过仿真和实验结果验证了软开关条件的正确性。

T型三电平DC-DC变换器PWM脉冲调制方式

高效DC-DC变换器是直流网电能汇聚与传输的关键部件,本文提出一种基于T型三电平技术的单相全桥DC-DC变换器。在分析主电路拓扑及工作原理的基础上,开展了换流过程的开关模态详细分析,同时深入讨论了矢量组合关系对中点电压偏移的影响,并针对性地提出一种周期内电压自平衡型PWM调制策略,且进一步推导了适用于工程实际的脉宽时间简化计算公式。此外,还设计了一套外环电压调节和内环电流调节的双闭环控制策略。最后,在Matlab/Simulink中构建了系统仿真模型,仿真结果表明论文所提PWM脉冲调制模式和DC-DC控制策略均具有良好的控制效果。

一种低功耗PFM升压型DC-DC开关变换器设计

基于EPISIL 1.5mm 25V 双极工艺,完成了一种低功耗电流控制型PFM DC-DC升压开关变换器芯片的设计,采用Hpsice电路模拟软件对设计进行了验证,达到了相应的设计指标。

直流降压型Cuk开关变换器的设计分析

传统降压Buck电路由于输入电流不连续存在纹波大、效率低等问题。新型降压Cuk电路则可以很好地改善这些问题。先对降压型Cuk电路的工作原理进行了详细的分析和公式的推导,且给出了电感和电容的设计;然后应用PSPICE软件仿真对比了降压Cuk电路和Buck电路;最后通过实验验证了该电路降压变换的优良电气性能。