基于并联二次型Buck变换器的无桥LED驱动电源

驱动电源的稳定性和纹波系数是决定LED照明灯频闪和寿命的重要因素.尽管当前已有各种类型的驱动电源,但还是很难满足LED照明灯的技术要求.为此,提出一种采用二次型Buck变换器的驱动电源.该电源以Buck变换器替换整流二极管,通过并联连接构建主电路,并通过输出电压的采样,控制电路的调节,实现开关管的控制.通过理论分析和仿真验证,该电路输出波形的暂态过程时间短,超调量低,输出电流纹波峰峰值仅为输出电流平均值的0.15%,输出无频闪,可实现恒流输出.

基于状态反馈精确线性化Buck变换器的最优控制

加权矩阵的选取在最优反馈系统的综合设计中具有重要意义。该文基于无源性控制思想,提出一种二次型性能指标。应用状态空间平均建模法,建立电流连续型(current conduction mode,CCM)Buck变换器的仿射非线性模型。采用状态反馈精确线性化方法,推导出非线性状态反馈表达式,实现非线性系统的线性化。进一步,利用二次型最优控制对状态反馈反馈系数进行优化设计。所得控制律简单、容易实现。数值仿真验证了该控制方案的优越性,仿真波形对比分析显示与传统无源性控制方法相比,基于该控制方法的系统静态误差小,启动性能优越,且开关频率固定,对输入电压扰动和负载扰动均具有较强的鲁棒性。

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。

单开关二次型DCM Buck变换器

单开关二次型DC-DC变换器采用一个功率开关管实现两个变换器的级联,拓宽了变换器的输入到输出的电压传输比,减少了驱动电路,提高了变换器的效率。相比于传统Buck变换器,二次型Buck变换器工作于DCM模式时有三种不同的工作模态。本文分析了三种工作模态下单开关二次型Buck变换器的工作原理,建立了其平均状态空间等效模型,研究了其稳态特性及各参数之间的关系,最后通过仿真及实验验证了理论分析的正确性。

一种新型基于二次型Buck变换器的交错并联LED驱动电源

为了减小输出电流纹波,提出了一种基于二次型Buck变换器的交错并联LED驱动电源。主电路由一个二次型Buck变换器和一条新增支路构成,这条新增支路包括一个开关管、二极管、电感和电容,优化了原有的拓扑结构,实现了高功率因数和恒流输出。采用交错并联技术,有效减小了滤波电感和输出电流纹波,纹波大小仅为输出电流峰峰值的0.18%。最后通过实验样机详细验证了理论分析的正确性。

电压控制二次型Buck变换器实验装置设计

与传统Buck变换器相比,二次型Buck变换器实现了与占空比成平方关系的直流电压传输比,具有宽输入电压范围。为实现二次型Buck变换器的抗扰动能力,提出电压控制(voltage controlled)二次型Buck变换器。首先,分析了电压控制二次型Buck变换器的工作原理,并运用伏秒平衡、电荷平衡推导出连续导电模式下电压和电流关系表达式,为设计电路参数和器件选型提供依据。最后,设计并搭建电压控制二次型Buck变换器的实验装置,包括误差放大电路、比较电路、开关管驱动电路以及辅助供电电源。实验研究表明,电压控制二次型Buck变换器在负载瞬态和输入瞬态时,能实现输出电压的稳定。

二次型Buck-Boost变换器在光伏系统的应用分析

介绍了单开关二次型Buck-Boost变换器在连续—断续导电模式下的工作状态,研究了光伏电池模型及最大功率跟踪原理,通过仿真分析,得出将二次型CDCM Buck-Boost变换器应用到光伏发电系统中可实现最大功率点跟踪与宽范围的最大功率跟踪,并且不受负载变化影响。

二次型CCM Buck变换器的电流应力及效率分析

二次型DC-DC变换器拓宽了变换器输入到输出电压的传输比,提高了高传输比场合下的传输效率,与传统变压器相比因为储能元件的增加电路功耗也会增大。为具体分析其工作过程中的功耗,文中考虑了储能元件的内阻等因素,通过计算各元器件电流应力推导出功耗,并研究了变换器工作效率及各个工作参数之间的关系,并通过仿真验证了理论分析的正确性。

改进二次型Buck-Boost变换器的研究与分析

针对传统变换器电压增益低、开关器件电压应力大和输出具有较大电压纹波的缺点,通过在传统二次型Buck-Boost变换器后级增加开关电容单元和LC滤波器,提出一种改进二次型Buck-Boost变换器。对该改进变换器在连续导通模式(CCM)下的工作原理进行分析,同时从不同角度对所提改进二次型Buck-Boost变换器和其他二次型变换器进行对比,表明所提改进变换器具有良好的性能特征。最后,对改进二次型Buck-Boost变换器和改进前二次型Buck-Boost变换器进行实验分析,由实验对比可知改进后变换器输出电压增益是改进前变换器输出电压增益的(1+D)/D倍。在输出电压均为37.4 V的升压模式下,改进前输出电压纹波是改进后输出电压纹波的3倍。在输出电压均为9 V的降压模式下,改进前输出电压纹波约是改进后输出电压纹波的12倍;同时在同等输出电压的情况下,改进后开关器件的电压应力明显减小。实验和理论分析验证了所提改进二次型Buck-Boost变换器是可行的。

一种高增益低输出纹波电压的二次型Buck-Boost变换器

为提高变换器的电压增益,减小输出纹波电压及降低开关器件的电压应力,将传统二次型Buck-Boost变换器和电压倍增单元、低通滤波器相结合,提出一种改进二次型Buck-Boost变换器。分析该变换器在连续导电模式下的工作原理、开关器件的电压、电流应力及输出纹波电压。根据不同的标准与其它Buck-Boost变换器进行比较,通过对比表明所提改进二次型Buck-Boost变换器不仅具有较高的电压增益,在同等输出电压的情况下减小开关器件电压应力。最后,对改进的二次型Buck-Boost变换器进行建模,仿真和实验结果验证其理论分析的正确性及提高电压增益、减小输出纹波电压的可行性。

状态空间设计在DC/DC变换器反馈控制中的应用

以Buck变换器为例将状态空间设计方法应用于DC/DC变换器的控制,设计了基于极点配置和二次型最优的DC/DC变换器反馈控制器。MATLAB软件的应用使得整个设计过程简捷、实用。利用Simulink和Power system工具箱对所设计的系统进行了仿真。研究结果表明,Buck变换器通过极点配置和二次型最优反馈控制策略,比使用传统的PI控制具有更好的动态响应调节和稳态误差调节特性,超调量、调节时间等都得到明显改善。