基于改进型ZVT Buck电路的IPT充电系统设计

为了避免在感应式无线电能传输系统的耦合机构中增加多余的开关器件以及额外的无源元件,同时减小系统工作在高频率、大功率时全控型开关器件存在的开关损耗,提出基于改进型ZVT Buck电路闭环控制的方法实现对电池的恒流、恒压充电,通过分析改进型ZVT Buck电路的工作模态以及对电路参数的设计,确保在整个充电过程中DC-DC变换器均工作在软开关状态,最后搭建充电电流为35 A、充电电压为370 V的实验平台验证该方法的可行性。结果表明:该方法控制简单,并且降低了系统电路结构的复杂度,传输效率相对较高,能够满足恒流恒压充电需求。

含Buck电路的锂电池低功耗电量均衡技术研究

锂离子电池具有功率密度大、使用寿命长和重量轻等特点,现已被广泛应用于电动汽车、通信设备和家用电器等领域,但受充、放电电量不均衡问题的影响,电池组运行的效率及稳定性较差,电池均衡问题已成为近年来研究的热点。针对此问题,拟采用一种含Buck电路的电量均衡方法和自适应无迹卡尔曼滤波剩余电量(SOC)算法,重点研究该电路的均衡原理、控制策略及其应用方法,通过仿真和实验分别对其均衡效果进行了验证。与传统方法相比,该方法具有电路简单、损耗低及响应快速等优点。

基于Buck交—交斩波器的无功补偿器拓扑与控制方法设计

首先介绍了一种新的交流斩波型无功补偿器,无需直流储能环节,系统可靠性得到加强。以Buck型交流斩波无功补偿器为对象,分析了交流斩波无功补偿的基本原理和补偿特性,推导出占空比与补偿电流之间的关系,建立了系统分析模型。在此基础上,提出了基于广义积分的直接电流控制策略,并给出了参数设计准则,最后进行了仿真和实验验证。仿真和实验结果表明,基于直接电流控制的Buck型交流斩波无功补偿器可以实现对网侧无功功率的实时补偿。

基于二次型Buck PFC变换器的无频闪无变压器LED驱动电源

提出了一种基于二次型Buck功率因数校正(power factor correction,PFC)变换器的无频闪无变压器LED驱动电源,分析了其工作原理和工作特性。它由共用一个开关管的两个Buck变换器级联构成,其中前级Buck变换器实现PFC功能,后级Buck变换器调节LED电流。该电源无需使用高降压比的变压器也可以驱动低正向导通电压的LED,它只使用一个控制器不仅实现了PFC功能,而且极大的降低了流过LED的二倍工频电流纹波,从而实现无频闪。最后通过7W的实验样机验证了理论分析的正确性。

Buck变换器的输出本质安全特性分析及优化设计

用buck变换器的电感和电容的最大储能之和反映其输出短路释放能量,推导了buck变换器在连续导电模式(CCM)和不连续导电模式(DCM)下的最大输出短路释放能量,若它们都小于最小点燃放电能量,则该变换器是满足输出本安要求的。指出如果变换器在最小负载电阻和最高输入电压的情况下处于CCM,则该状态下的输出短路能量就是该变换器在整个工作范围的最大输出短路释放能量。根据输出纹波电压指标将最小输出电容值用电感表示出来,并通过令最大输出短路释放能量对电感的偏导数为0的方法,得出在给定设计指标条件下使最大输出短路释放能量最小的电感和电容设计参数。实验结果验证了理论分析的正确性。

基于改进Buck-Boost斩波电路的无功补偿器设计

针对电网中大量感性负载的投入使用造成电压降低和畸变的问题,以及现有无功补偿装置存在的不足,提出了一种新型的交流斩波无功补偿器。以改进后的Buck-boost交流斩波无功补偿器为研究对象,分析了交流斩波无功补偿的工作原理、补偿特性以及拓扑结构,通过状态空间方程建立了Buck-boost电路在不同工作状态下的数学模型,推导出补偿电流与占空比之间的关系。在此基础上,利用瞬时无功功率理论检测办法以及直接电流控制策略,搭建了Matlab仿真模型以进行实验验证。研究结果表明,基于直接电流控制的改进Buck-boost交流斩波无功补偿器可以实现对电网侧无功功率进行实时、动态补偿,具有潜在的实用价值。

基于Buck型电路的感应加热电源控制算法研究

针对感应加热电源存在的精度低、谐波污染高和效率低等问题,传统方法一般是采用PID或者模糊控制法对逆变电路进行优化,很难达到预期效果。基于节能环保的理念,设计了一种模糊滑模控制算法对电路进行优化,通过仿真建立了20 kW/100 kHz的Buck型感应加热电路,采用模糊滑模控制算法对Buck型电路进行控制,提高了输出电压的稳定性和快速响应性,实现了近似输出恒定功率的控制及较低的谐波含量,使感应加热电源具有更好的鲁棒性和自适应能力;符合IEC61000—3—2ClassA标准。

基于Buck电路的压电陶瓷脉冲驱动电源研究

为提升传统压电陶瓷驱动电源的效率与动态性能,以双N型金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)降压拓扑为基础,设计了一种新颖的压电陶瓷脉冲驱动电源方案,并进行了理论分析与实验验证。电源系统中主电路对输入高压进行降压调节,采样网络实时地检测压电陶瓷的驱动电压与电流,通过闭环控制对输出电压进行调节。同时,为使压电陶瓷驱动电源具有良好的自动调节能力,引入了模糊比例-积分-微分(PID)控制算法,提高了驱动电源的动态性能。

一种BUCK断续模式太阳能控制系统的设计与实现

为了实现太阳能资源在未来电动车控制系统中的合理应用,以及太阳能控制系统传输特性的稳定精度,基于降压斩波电路,利用电感电流断续模式设计了一种3 000 W大功率MPPT太阳能控制系统。通过分析BUCK电路的连续模式与断续模式在输入条件持续变化下不同的输出特性,对主电路在不同输入电压条件下的输出电流进行了测试比较,测试结果表明:断续模式的输出电压稳定,其纹波小于5%,系统的输出特性符合相关标准的技术要求,得出电流电感断续模式更加符合设计要求。

基于Buck-Boost电路的宽输出电压AC-DC电源设计

设计了一种宽输出电压的AC-DC开关电源,其主要特征是输出电压可以在较大范围内任意调节,解决了传统的开关电源只能输出几个特定电压值的问题。该设计的核心是反激变换电路和Buck-Boost电路。分析了这两种电路的工作原理及其应用,并且给出了具体的设计。实验表明,设计的电源能较好地实现了输出电压的宽范围调节。

无二极管的高压BUCK芯片低功耗自举供电电路设计

BUCK芯片中传统的自举电路都需要一个肖特基二极管,由于工艺限制,用普通二极管并联得到,这种做法很占芯片面积,不利于芯片集成。采用新颖的自举电路,用一个高压PMOS管代替了传统结构中的二极管,其电流导通能力更强,导通压降更小,并且能够在更广泛的工艺上实现。该电路还实现了整流管全集成供电,相对于用普通二极管做的自举电路模块节省了约8.9%的面积,并且进一步降低了功耗。电路基于0.5μm BCD工艺库,利用Cadence和Hspice软件进行电路仿真,在芯片系统典型应用环境下仿真得到BS引脚电压比LX引脚高约4.56 V,静态电流42.82μA。

双Buck电路在新型航空逆变电源中的应用研究

针对早期的航空静止变流器,存在着主电路结构复杂、输出电压调节困难、控制系统复杂等一系列问题,提出将新型双Buck电路应用于大功率交流航空逆变电源的研究中。在详细分析主电路工作原理的基础上,对比分析选择了合适的控制方法,确定了主电路参数。通过Saber仿真和实验验证,证明了理论分析的正确性及该技术进一步的应用前景。

基于时间控制技术的双NMOS降压直流转换器

为有效降低系统功耗,设计一种基于时间控制的降压直流转换器。该系统架构以时间作为处理变量,使用CMOS级类数字信号,同时不增加任何量化误差。在积分器设计中使用环形振荡器代替传统上的运算放大器,以有效降低功耗。增加延迟线,实现电压到时间的转换并求和,再利用一个简单的触发器产生PWM调制信号。本设计基于时间的控制,消除了高带宽误差放大器和模拟控制器中对脉宽调制器的需求,以及数字控制中对高分辨率ADC的需求,兼具数字和模拟控制的优点。通过测试表明,本设计整体架构仅使用7.6μA静态电流即可实现控制。

基于UC3842的BUCK双向DC-DC变换器设计与实现

本文设计了一种基于UC3842的降压开关电源。在基于理论分析的基础上,论文系统的介绍了所设计的基于UC3842的双向DC-DC变换器的拓扑,以及各个拓扑结构的工作原理;设计了一套12V开关电源,并研制了样机;最后对所完成的样机进行了实验分析。根据理论分析和实验的数据可以得出所设计的基于UC3842的降压型开关电源工作稳定,提高了电能变换效率。在微电网、三相不平衡并网控制、电力电子设备、双向储能等领域有很好的应用推广价值。

一种buck型数控电源的设计

为了提升电源的数控性能,对buck型数控电源设计进行研究与分析,利用MSP430单片机设计了一种buck型数控电源。从组成架构与工作原理两个方面对这种电源进行介绍,从控制器选择、显示屏设计、PWM波驱动电路设计以及其他系统设计四个方面阐述了具体的设计策略。

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。

基于Buck-Boost拓扑的新量子遗传算法在MPPT技术中的应用

非线性的光伏电池要求在不同光照和温度等工况条件下实时变更电压、电流等负载特性实现MPPT追踪光伏电池最大功率点。针对一般遗传算法用于MPPT最大功率点追踪过程中出现的早熟、收敛慢等不足,提出一种改进的量子遗传算法与扰动法相结合的算法。在电路拓扑结构上采用Buck-Boost电路替代传统的Buck电路或Boost电路,并在Matlab/Simulink下进行了建模仿真。实验结果表明,该算法具有良好的最优点搜索能力和跟踪能力,且控制精度高,同时有效抑制了最大功率点附近的波动,证明了该控制方法的准确性和有效性。

一种新颖的Buck-PFC变换器研究

提出了一种新型高功率因数降压变换器的拓扑结构,分析了变换器工作在主储能电感电流连续(CLCM)和高频滤波电容电压断续状态(DCVM)时实现PFC的机理,推导出了保证电路实现功率因数接近1的公式。在主储能电感续流回路中串入一并联谐振回路,既改善了传统降压变换器功率因数校正电路中输入电流波形畸变的问题,又有效平滑了输出直流脉动电压的波形。该变换器的拓扑结构简单,控制方便,仿真和试验结果都证明了该方法的正确性。

Buck控制器中仿真电流模式控制电路的设计

论述了一种应用于Buck型开关电源控制器的仿真电流模式控制方法及相应的电路设计。该技术可用于新一代符合VRM10标准的处理器供电电路。分析了传统电流模式控制在此应用条件下的局限性,提出了利用仿真电流模式实现Buck型开关电源的电流跟踪控制,并分析了电路的工作原理及设计实现。电路采用1.5μm BCD工艺实现。电路与系统的仿真结果表明,所预期的设计要求均已实现。

交错式双Buck单相整流器拓扑与参数设计

传统的单相整流器为升压变换模式,在低压应用场合,需要在整流器输出端增加额外的降压环节。双Buck单相整流器能够直接实现单级降压整流,同时具有功率解耦功能,能够实现对直流侧二次电压纹波的抑制。文章首先对传统整流器存在的二次功率耦合问题进行分析,然后围绕交错式双Buck整流器的工作原理及硬件参数设计展开研究。在此基础上,提出了基于单载波的交错式脉宽调制方法来简化控制器设计,最后通过试验对交错式双Buck单相整流器的单级降压整流、功率解耦和交错式脉宽调制功能进行了验证。