基于Buck拓扑结构的DC-DC变换器设计

为充分利用开关变换器转换效率高、体积小、应用广泛等特点,介绍一种基于典型Buck拓扑结构的非隔离DC-DC开关变换器设计。通过对设计需求的分析,确定以TI公司LM27403控制器为基础的硬件设计方案,经仿真分析及参数优化,在保证该设计系统稳定性的同时,使开关变换器获得了更好的动态性能及较高的转换效率,同进也结合其实际工程表现验证了系统特性。该变换器具有功率密度大、调整率好、效率高、纹波小、输出电压可调等特点,可广泛应用到电子技术各研发及生产领域。

双Buck拓扑在三相并网逆变器中的应用研究

相对于桥式拓扑,双Buck逆变拓扑能够从根本上避免桥臂的直通问题,并能够减小二极管的反向恢复损耗。对比研究了空间矢量脉宽调制控制策略下的三相双Buck逆变器和桥式逆变器,从交流侧谐波和电路损耗2个方面,对2种类型逆变器的性能进行定量分析。仿真和实验结果证明,相对于三相桥式逆变器,三相双Buck逆变器能够减小交流侧谐波,且具有较高的效率。

基于Buck拓扑全桥逆变器主电路的研究

高频开关电源随着开关频率的提高,开关损耗成为影响电源效率的主要因素。笔者在探讨开关电源软开关实现技术的基础上提出了Buck拓扑的高频电源SCR全桥谐振逆变器主电路模型,同时给出了其控制策略。通过逆变器主电路模型主要工作点仿真波形分析,证明了该Buck拓扑的SCR全桥谐振逆变器的可行性。该电路利用全控电力开关管电流过零时的自然关断特点实现了功率可调的SCR全桥谐振逆变器在零电流下关断的软开关技术。

一种基于BUCK拓扑结构的线性负反馈音圈电机驱动控制方法研究

从工程应用的角度出发,以现代武器系统上常用的音圈电机为研究对象,针对其特点提出了一种以BUCK开关芯片为核心,基于BUCK拓扑结构的线性负反馈的驱动控制方法,并设计了电机控制系统,通过系统仿真和实验验证了该控制方法的可行性,实现了对音圈电机的线性可调驱动控制。

基于分段式电感器Buck型扩流拓扑的研究

传统的降压型Buck拓扑,其占空比取决于输出输入电压之比。对于输出输入电压之比较大的场合(如AC-DC应用中),典型的Buck拓扑占空比非常小,极大的限制了输出功率。本文基于典型的降压型Buck电路,提出了将单段式电感器替代为分段式电感器的方案,即可以有效地提升Buck变换器的占空比,增强电流输出能力。本文详细阐述了该方案的工作原理及相关理论计算,通过PSIM软件仿真和工程样机测试验证了该电路的可行性。实验结果表明,该电路能有效扩展输出电流,大幅提高Buck电路的带载能力。

一种采用同步降压拓扑的本质安全电源的研制

在分析传统开关型本质安全电源各种损耗的基础上,得出采用同步Buck拓扑可以显著提高电源效率,减少发热,提高本质安全特性。首次将同步Buck拓扑应用在本质安全电源中,采用本质安全设计方法对电路参数进行设计。实验证明该电源具有效率高、体积小、可靠性高等优点。

一种基于BUCK变换器的LED照明电源的设计

介绍了BUCK拓扑结构,分析了其工作原理,给出了相应波形.根据BUCK拓扑特点,采用NI公司的LM3414HV恒流降压驱动器作为控制芯片,设计了一款用于煤矿井下作业人员照明的LED驱动电源,给出了实测的工作波形图以及光谱特性分布图.测试验证了设计的正确性.

电压前馈功率解耦控制策略下的Buck型复合式整流器研究

针对井下LED照明设备对低压直流供电可靠性的要求,采用Buck型复合式H桥拓扑对AC-DC变换器的整流级进行了设计,使整流级既可以参与单位功率因数整流,又能够实现对纹波扰动的抑制。文章详细分析了Buck型复合式H桥整流器的工作原理、电路等效模型,推导了实际被控量的开关状态函数,提出了一种电压前馈解耦控制策略,在此基础上对解耦电路的关键参数进行设计。最后通过仿真验证了控制策略和解耦电路参数的正确性。

基于模糊PID控制的音圈电机控制系统研究

在电动按摩座椅中,通常使用直流电机驱动齿轮带动仿生机械手旋转,模拟各种按摩手势动作。但实施点法动作时,容易产生电机堵转以及长时间堵转损坏齿轮的问题。使用音圈电机直接驱动仿生机械手来实现点法动作,简化机械结构,与直流电机相比,具有响应快、推力大、可靠性高等特点。利用光耦和隔离运算放大器将音圈电机侧电路与控制器侧电路进行隔离,有效解决电机在调速过程中产生的电源干扰。基于反激式电源设计出三路不同电平的主功率电源,产生七级电平。根据用户选择的按摩模式和按摩力度,选择合适的电平用于驱动音圈电机,有效地降低电机电源的电压纹波和电流纹波。利用位置控制环、速度控制环和电流控制环三环实现音圈电机的闭环控制。根据音圈电机实现位移误差,利用模糊控制器来修正PID控制参数,使系统拥有更好的动态响应和控制精度。

新型智能开关电源设计与实现

随着工业技术的进步和产业升级,对电源系统的要求也逐渐提高。文中基于Buck拓扑结构设计硬件的电压和电流反馈电路,并结合多区间校准算法,提出一种大功率、高精度数控电源。通过测试得出,所设计的新型智能开关电源最大功率可达到200 W,输出电压精度误差小于10 mV,电流误差小于10 mA,恒流或恒压参数可通过RS 485通信远程上位机修改。与传统可调电源相比,该开关电源精度较高、校准方便,更便于参数的修改,可广泛应用于产品检测领域。

DC-DC开关电源模块并联供电系统

为设计一种DC-DC开关电源并联供电系统,采用DC-DC主从模式实现两个开关电源的并联供电,并按比例自动分配电流。设计采用STC12C5A60S2单片机完成A/D采集主从模块及其总电流,再通过D/A控制从模块的电流,以实现主从模块按比例输出电流供给负载。DC-DC主从模块是由开关电源控制芯片SG3525为核心完成PWM产生,BUCK拓扑结构和反馈电路组成。这个系统实现可手动或自动调节电源比例的并联稳压供电,最大输出可达到4 A-8 V直流,效率高达83%。介绍了系统结构、DC-DC主从模块、测量电路、系统供电以及主控机原理,详细介绍系统结构、DC-DC主模块和主控电路。

基于单片机的双向DC-DC变换器设计

本文以STC15F2K61S2单片机和TL494作为控制器的核心,利用电流内环—电压外环的双环路控制方式实现高精度、1A^2A的恒流功能,采用同步BUCK拓扑结构提升DC-DC的转换效率至90%~92%。将充电时的实际电流和设定的电流通过数码管显示,用键盘调节电流步进值、控制电流精度以及变换率。

低频长脉宽高压脉冲电源设计

本文针对离子注入工艺的特定要求,采用buck拓扑结构,以IGBT为斩波器件,并结合单片机与CPLD技术,研制了一种低频长脉宽的高压脉冲数字电源。通过离子注入试验并结合工艺研究验证了该电源的实用性和稳定性。

基于离散指数趋近律的开关电源模糊滑模控制

对于Buck/Boost变换器,传统的控制器如PID控制器、Ⅲ型误差放大器等存在超调量过大、响应时间过长、鲁棒性不强等问题,为克服这些缺点,提出基于离散指数趋近律的开关电源模糊滑模控制方案。首先,针对工作在电感电流连续模式(CCM)的Buck/Boost变换器采用状态空间平均法建立平均线性模型;然后设计离散指数趋近律的滑模控制器,并分析了切换参数对系统的影响;最后,为改善控制效果,设计了模糊控制器。仿真结果表明,相对于传统的控制器,指数趋近律的模糊滑模控制器有效地降低了超调量,提高了系统的响应时间,并且对外部干扰的鲁棒性较好。利用所设计的控制算法实现了对50 W高频开关电源样机的良好控制,进一步证明了所提方法的有效性。

矿用宽范围直流输入电源模块设计

针对矿用传感器与直流供电系统电源电压等级不一致、电源类型不相符的问题,提出了一种新型宽范围直流输入的本安型电源模块设计方案。该电源模块基于Buck和隔离反激拓扑设计,前端采用Buck电路避免了直接采用反激拓扑而导致开关管承受高耐压所带来的风险,后端采用隔离反激拓扑满足了非本安端和本安端的电气隔离要求,具有输入防反接、DC9~350V范围直流输入、本安电源输出、易于集成的优点。

矿用超宽输入电压范围电源设计

针对现有多输入电压等级的矿用隔爆兼本质安全型电源存在电压波动大、体积大、维护困难等问题,提出了一种矿用超宽输入电压范围电源设计方案。该电源采用Buck拓扑与反激拓扑相结合的设计,可将AC80~900V超宽输入电压转换为稳定的直流电压。试验结果表明,该电源抗输入波动能力强,输出电压稳定,纹波小,效率高。

低功耗电源的电感选择

讨论超低功率、超高效率Buck电路的电感选择。

基于DSP降压型DC-DC变换器的设计与实现

通过对基本buck变换器的设计,采用基于TI公司的DSP芯片TMS320F808实现闭环反馈回路控制。输入电压范围为10V～20V,输出电压为5V,最大输出电流为2A。根据数字电源的原理与特点,合理设计电路,并给出了外围器件参数的计算选取及部分器件计算制作方法。

基于DCDC变换器的铅酸蓄电池充电控制方法

针对车载铅酸蓄电池存在过充放电进而导致使用寿命、容量降低和充电时间较长的问题,提出基于电池剩余电量(SOC)预测和模糊控制算法相结合的方法,并且在将铅酸蓄电池剩余电量维持在健康范围内的约束条件下,实现车载蓄电池高效、快速、安全的智能充电。首先通过建立电池的SOC预测模型,根据模糊算法设计了智能充电控制器,其次设计了基于Buck电路拓扑和模糊控制器的蓄电池智能充电拓扑,并通过搭建Simulink进行仿真,最终验证在蓄电池保证健康剩余电量的情况下,智能充电曲线符合马斯充电曲线,实现对于蓄电池快速、安全的充电,有利于蓄电池的健康使用。

基于重复和PI复合控制的单相光伏并网逆变器仿真研究

针对传统H4逆变电路效率低、漏电流大的问题,研究了一种可以抑制漏电流的双Buck逆变器拓扑。同时,针对光伏系统中的非线性周期性扰动影响,在PI控制的基础之上,通过引入重复控制,对周期性干扰进行抑制。Simulink仿真结果表明,相对于单一PI或重复控制,复合控制不但解决了PI控制存在的稳态误差问题,有效抑制了周期性扰动,而且提高了单一重复控制的响应速度,系统输出并网电流谐波畸变率满足设计要求。