Buck-Boost型本安超声驱动系统设计

针对常规超声设备非本质安全问题,提出了一种基于降压升压（Buck-Boost）变换器输出与多通道复用高压切换方法相融合的本质安全型超声驱动系统。首先通过计算驱动系统中储能元件的最小点燃能量来分析系统的本安性能,对Buck-Boost电路的元件参数进行了本安化研究,再设计出满足本安要求的供电单元、升压单元、切换单元和控制单元的电路结构,最后通过超声驱动平台实验验证驱动系统的实际效果,并与传统的中频变压器驱动系统进行对比。结果表明,在16-36 V驱动电压下两种系统驱动效果接近,采用灵敏超声探头检测两种驱动系统发射信号的绝对误差可控制在4 mV以内,由此判定Buck-Boost电路基本实现了超声驱动的本质安全要求,可对各类在危险环境下应用的超声波接收与发送设备提供参考。

电机控制器直流侧前置双向Buck/Boost变换器的直接功率控制策略研究

对电机驱动系统前置双向Buck/Boost变换器后直流母线电压的波动抑制问题进行研究。分析功率前馈控制策略抑制母线电压波动能力较弱的原因。对双向Buck/Boost变换器提出一种母线电容能量外环、输出功率内环的直接功率控制策略,并将输出功率的变化趋势反映到双向Buck/Boost变换器的发波环节,进一步提高了变换器的动态响应特性。基于小信号模型分析上述两种控制策略的本质区别。小信号模型分析结果、仿真和实验结果都证实,提出的直接功率控制策略比功率前馈控制策略有更好的抑制母线电压波动的能力。

基于IGBT的Buck电路共模EMI特性研究

针对IGBT的高du/dt给电力电子装置带来的严重共模电磁干扰(common-mode electromagnetic interfer-ence,CM EMI)问题,深入分析了Buck电路的CM EMI,首先提出了Buck电路的共模电流等效电路,分析了噪声源频谱及其与输入电压、开关频率、开关速度等运行参量间的关系。为弥补理论分析的不足,以实验手段研究了采用IGBT的Buck电路的输入电压、开关频率、负载电流、占空比、驱动电阻等参量对共模EMI的影响。研究表明:共模EMI与占空比无关而与输入电压和开关频率成正比关系。驱动电阻和负载电流均影响开关速度,因而对共模EMI也有影响,其中负载电流的影响与开关器件的开关特性有很大关系。

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。

电机控制器直流侧前置Buck/Boost双向变换器的母线电容电流控制策略研究

电机控制器直流侧的前置Buck/Boost双向变换器可以根据驱动系统需要调节母线电压,提高系统的效率和输出功率。分析传统控制策略不能有效抑制电机工作状态快速切换导致的母线电压波动原因,在此基础上对双向Buck/Boost变换器提出一种母线电压、母线电容电流双闭环的控制策略。由于母线电容电流不能直接测量,提出一种母线电容电流间接计算方法。小信号模型的对比分析结果证明,母线电容电流控制策略比传统控制策略有更好的抑制母线电压波动的能力。仿真和实验结果都证实了理论分析的正确性。

抵消恒功率负载负阻抗特性影响的双向Buck/Boost变换器控制策略

对双向Buck/Boost变换器带恒功率负载时的稳定性问题进行了研究。首先对电机控制器的直流侧双向Buck/Boost变换器提出了一种功率前馈控制策略。分析了恒功率负载负阻抗特性不利于母线电压稳定的机理,对双向Buck/Boost变换器提出了一种反映直流母线电压变化趋势的前馈控制策略抵消了负阻抗特性对直流母线电压的影响。小信号模型分析、仿真和实验结果都证实了这种控制策略能够有效抵消恒功率负载负阻抗特性对母线电压稳定性的影响,有利于提高驱动系统稳定范围。

基于Buck电路的超磁致惯性冲击电机电流滞环控制

超磁致伸缩式惯性冲击电机需以电流的锯齿波信号进行驱动,其运动定位精度取决于驱动电源的控制精度。为提高驱动控制性能,提出了一种基于Buck变换器的滞环电流控制技术,并对控制原理和开关频率进行了分析和计算。为了进行验证,开发了一台300 W实验电源。结果证明,采用Buck电路结构的电流滞环控制方法,控制方式简单易实现,锯齿波电流跟踪控制效果较好,波形畸变小,能够提高超磁致伸缩式惯性冲击电机的运动定位精度。

外加驱动控制法在Buck变换器非线性现象控制中应用

针对电压模式控制Buck变换器运行时参数变化导致系统出现分岔和混沌等非线性现象问题,结合Buck变换器电路结构及其精确状态方程模型,运用Matlab/Simulink软件建立仿真模型并加驱动控制信号,通过控制信号幅值及相位调节,使系统达到最优非线性控制结果。仿真结果表明,当系统电路参数变化时,采用外加驱动控制法可有效抑制系统中非线性现象,系统稳定运行,通过搭建电压模式控制Buck变换器实验平台验证该方法对控制非线性现象具有可行性。

一种新型无电解电容Buck-Boost正反激LED驱动电路的研究

提出了一种无电解电容Buck-Boost正反激LED驱动电路,该电路继承了传统驱动电路中将漏感能量回馈至输入端的优点。由于传统拓扑在无电解电容并增大输出功率的条件下存在输出电压纹波较大的缺点,在研究现有LED照明驱动的基础上,将正反激电路成功应用于传统驱动电路中的DC/DC级。变压器原边和副边均有电容作为中间级储能元件,变压器工作在正反激模态,提高了变压器的功率密度,同时变压器副边存在续流电感,大幅度降低了输出电压纹波率。详细分析了变换器稳态工作特性;最后,研制一台30 W的实验样机,测试结果表明了该设计的合理性和可行性。

椭圆超声功率切削驱动装置中的优化BUCK模型

针对椭圆超声功率切削驱动装置的BUCK变换器模型进行优化研究,充分考虑变换器中各元器件的寄生参数对模型的影响,同时对其中LC优化设计进行了较为深入的分析,设计出优化的变换器模型并制作出其对应的验证电路。对该模型中的两个重要传递函数模型的BODE图进行了试验与仿真对比分析,结果证明该模型比较理想地反映了真实电路的动态性能,较好地指导了变换器的设计。

双向Buck/Boost变换器中SiC MOSFET串扰分析与抑制

由于寄生参数的影响,SiC MOSFET应用于双向Buck/Boost变换器时会出现串扰现象,在高速开关过程中会产生额外损耗甚至发生误导通,影响变换器的安全可靠运行。针对双向Buck/Boost变换器在Buck模式及Boost模式运行时出现的串扰电压,首先提取相关寄生电容和寄生电感参数,建立了含寄生参数的LTspice仿真模型,并搭建实验测试装置验证了模型的正确性。然后利用所建LTspice模型分析寄生电感参数对串扰电压的影响规律,提出了在Buck模式和Boost模式中分别采用不同的串扰抑制方法,并验证了所提方法的有效性。

一种一次侧控制的Buck-Flyback单级功率因数校正变换器LED驱动电路

本文提出一种一次侧控制的Buck-Flyback单级功率因数校正(FCP)变换器LED驱动电路,分析其主电路的工作原理和一次侧恒流控制策略的原理。它由共用一个开关管的前级Buck变换器和后级Flyback变换器级联而成,前级Buck变换器实现PFC功能,后级Flyback变换器实现DC-DC恒流输出。该LED驱动电路无需使用光耦和二次电流采样电路,仅使用一个开关管和一个控制器,就能够实现高功率因数、高效率、低成本和无频闪。最后设计了一台36W的实验样机验证了理论分析的正确性。

Buck型LED驱动电路中电感器的选择

介绍了BuckLED驱动电路对该电路中电感器的要求，分析了电感器损耗的组成及磁饱和现象产生的原因，讨论了工字型电感器参数对电感量的影响，从而给出了LED驱动电路中电感器的选择方法。

同步BUCK变换器中MOSFET选型应用研究

介绍了一种以损耗分析为依据的MOSFET选型方法。基于栅极驱动的二阶模型对不同栅极电阻下MOSFET导通时间产生的损耗进行了对比分析,同时完成了印制板寄生电感、开关频率等栅极驱动影响因素的仿真验证。对同步BUCK变换器中MOSFET选型应用进行分析与实验,结果表明该方法可用于工程实践中MOSFET选型及驱动设计分析,可以有效提高MOSFET设计的可靠性。

一种用于高效率Buck变换器的驱动电路设计

阐述一种用于高效率Buck变换器的驱动电路。针对传统结构产生的固定死区时间设置过大的情况,会引起体二极管续流产生功耗,而过小会引起功率管直通的问题,提出一种动态死区时间电路,该电路随着输入电压和负载电流的变化可动态调节死区时间的大小,保证DC-DC可靠性的同时降低功率损耗、提升效率。为了在宽输入电压范围下降低DC-DC功耗,分别在PWM上升沿和下降沿产生窄脉冲信号,经逻辑传输和电平移位后,通过后级RS触发器还原PWM信号控制功率管,从而降低功耗。在0.18μm BCD工艺下完成了设计和仿真。

Buck开关变换器的基本参数设计及仿真分析

本文主要用电力电子仿真软件Saber,对电力变换器中的降压Buck变换器进行仿真分析,给出Buck变换器系统工作频率的计算方法、过流保护方式和元件器参数选型原则。变换器开关管一般依据电路参数选取可以通过相应电流并承受相应电压的MOS器件,MOS管为电压控制型器件,电路要求MOS管有一定的开通和关断速度,驱动电路的设计就尤为关键,文中给出了一种三极管结构的驱动电路以及驱动电路各元器件参数计算方法。用Saber绘制Buck电路并仿真,结果表明参数设计合理。

基于全光谱多通道LED混光控制系统的设计

在设施农业生产中,为提高LED植物光源的混光调整精度和补光效率,该文设计了一种基于多元控制策略的LED植物光源智能控制系统。本系统采用一种基于红、蓝和白3种芯片集成LED灯珠,通过仿真设计获得了线性光源的灯珠阵列最优排列,提高受照面上光照度的均匀度。采用可调恒流和脉冲宽度调制结合的方式设计了一套多元控制的LED植物光源调控模组,实现光质的多通道驱动独立控制。通过实验结果表明,本套智能调控系统的调光精度达到98%以上,且当占空比达到80%时系统驱动效率达到90%。本研究结果可实现按植物生长所需精准调控光质配比、光量子通量密度的同时,也提高了光能利用效率,具有节能降耗的效果,为植物人工光源的精准调控提供了参考,具有广泛的应用价值。

超高温随钻测量系统中的电源技术

超高温随钻测量仪器要求井下供电电源具备可靠性高、抗高温、体积小等特点,目前国内尚无成熟产品。介绍了一种井下稳压电源模块的设计方案,该电源基于非隔离型直流变换器交错并联BUCK拓扑,以CISSOID公司的CHT-MAGMA高温脉宽调制器作为主控芯片,采用推挽驱动器对脉宽调制(Pulse-Width Modulation,PWM)逻辑电平进行功率放大,再经脉冲变压器实现了功率管隔离驱动,确保两路交错驱动脉冲能够驱动MOS(Metal-Oxide Semiconductor)管可靠导通与截止,实现高效电源变换。结果表明,该电源模块的转换效率在全温度范围内达86%以上,能够较好地满足随钻仪器在井下超高温环境下的供电要求。

基于HV9910B的LED降压驱动电路设计研究

LED照明需要稳定、可靠的恒流驱动电路。应用LED驱动芯片HV9910B设计了大功率高亮度LED驱动电路。提出了基于该芯片的设计方案,采用DC/DC降压型拓扑结构,以输出恒定电流的方式驱动LED。重点解析了整个电路的详细设计过程。该电路的输入电压为12 V,可驱动2个1 W的大功率LED发光,驱动电流达350 mA,并具有PWM调光功能。对该设计的测试结果表明,电路的效率可达89.2%,优于大部分同类电路,且电路的PWM调光线性度良好,性能稳定可靠。该电路所需的外围元器件少,电路结构简单,设计方便,广泛适用于通用的LED照明场合。