一种应用于双相峰值电流模Buck的轻载模式

设计了一种双相位峰值电流模控制、具有大负载能力的降压稳压芯片。通过双相位的工作,保证了芯片在重载下具有较高的效率。同时,为了防止在轻载下两个相位的工作引入额外的开关损耗,提出了一种轻载模式。通过利用电流模控制模式中电压环路内误差放大器产生的控制电压来检测实际负载的大小,实现相位的切换以及在更低负载下的断续导通降频工作模式。基于0.35μm BCD工艺进行仿真设计。仿真结果表明,在输入电压12 V,输出电压1 V,开关频率500 kHz,最大负载20 A下,与传统单通道峰值电流模比较,重载20 A下的效率可以提升3个百分点,轻载0.5 A下的效率可以提升10个百分点。

高亮度白光LED驱动控制器设计

针对多种应用条件下高亮度白光LED的驱动要求,提出一种对于不同应用电路拓扑具有广泛适应性的LED驱动控制器芯片.设计采用峰值电流模式控制策略以适应LED的控制特性.针对不同应用拓扑对宽供电电压适应性的要求,引入高精度线性调压器为系统提供稳定的基准电压与工作电压;针对常用的Buck、Boost和Buck-Boost3种拓扑分别提供灵活的接入端口;为支持不同拓扑下的电流检测,构造一个兼具高端与低端电流检测功能的运算放大器;应用分段线性补偿解决斜率补偿中补偿不足或过补偿的问题.芯片实现了3000:1的高调光比,并给出了整个控制器芯片和模块的电路设计.该芯片在1.5μmBCD(bipolar-CMOS-DMOS)工艺下设计与流片,样片测试的结果与设计目标基本一致,取得了预期的效果.

一种新型研究Boost电路大信号稳定性的模型

随着科技的不断进步,多模块系统越来越多地被运用在各种复杂的应用场合。其中级联是应用最广泛的连接形式。级联稳定性(包括小信号稳定性和大信号稳定性)是系统可靠运行的关键因素。由于电力电子变流器属于强非线性系统,直接分析单级变流器或者级联系统的大信号稳定性是极其复杂的,故建立一种简单、有效的大信号模型是研究系统大信号稳定性的基础。本文以峰值电流控制下的Boost电路为例,提出了一种新的大信号模型。该模型利用功率守恒原理,在平均化的同时,实现了不同工作条件下(如CCM和DCM)大信号模型的统一,并实现了系统的降阶,适合系统行为级建模及后续级联系统大信号稳定性分析。仿真和实验均证明了模型的正确性。

峰值电流控制二次型Boost变换器

二次型Boost变换器因其具有宽输入电压范围特性而得到广泛关注。与传统Boost变换器相比,二次型Boost变换器含有两个LC滤波器,呈现四阶动力学特性。本文提出将二次型Boost变换器输入电感电流和输出电容电压作为反馈信号的峰值电流控制策略,简化了控制环路设计。实验结果验证了峰值电流控制二次型Boost变换器具有瞬态特性好、输出电压纹波小等优点。

峰值控制交错并联Boost PFC的设计

功率因素校正(PFC)技术已广泛的应用于各类电力电子装置当中。为了实现功率因数校正技术在较高功率场合的应用,提出了一种基于峰值电流模式控制的交错并联Boost PFC变换器。首先分析了在电感电流连续模式下交错并联Boost PFC电路的工作原理,然后利用状态空间平均法建立了主电路的数学模型,在推导了峰值电流闭环控制传递函数的基础上详细分析了闭环控制器的参数选取。最后试制了一台1.2 kW交错并联Boost PFC样机。试验结果表明,该变换器具有良好的功率因数校正效果。

带磁放大器调整多路输出直–直变换器环路互扰

带磁放大器后级调整多路输出直–直变换器采用峰值电流控制时,若采样原边电流控制,则磁放大器回路会被引入不规则脉动电流,使得主环路与磁放大器环路相互耦合,环路的相互作用会导致主辅路输出电压振荡。建立磁放大器环路及系统级小信号模型,分析环路互扰现象的机理,指出环路互扰现象实质上是负载交叉调整率恶化时的另一种表达方式,并基于交错输出阻抗分析提出相应解决方案,即通过提高主环路外环开环增益或采用斜坡补偿方式,能够有效解决环路互扰现象。

峰值电流控制同步开关变换器的分岔控制研究

峰值电流控制同步开关变换器因其优良的性能在工业界获得了广泛的应用。该文建立了峰值电流控制同步开关Boost变换器的离散迭代映射模型,导出了系统首次分岔点和受控电压源强度之间的关系。研究结果表明,受控电压源强度的增加可以影响系统的分岔与混沌状态,实现系统周期轨道的移动。最后通过电路仿真和实验研究验证了通过改变受控电压源的强度可以改变同步开关Boost变换器的稳定性。

峰值电流控制的有源纹波补偿Buck型LED驱动电源

为解决大功率LED照明中因电解电容导致的驱动电源与LED的长寿命不匹配这一问题,提出了采用有源纹波补偿电路取代传统驱动电源中电解电容的方案.首先,选用带斜坡补偿的、峰值电流控制的Buck型电路作为主电路,建立了峰值电流控制模式下电流环的传递函数;然后,通过幅频特性和相频特性分析,得到了不同程度斜坡补偿下的电流环稳定情况.最后,设计了峰值电流模式控制的有源纹波补偿Buck型LED驱动电源的原型电路.仿真和实验结果证实了此电路的正确性和可靠性.

航天器用DC/DC变换器的建模仿真与研究

分析了已应用在航天器上采用单端反激拓扑的DC/DC变换器基本工作原理,在此基础上,根据小信号平均建模的基本方法,对该DC/DC变换器进行小信号建模分析,得到了电压控制模式和电流控制模式下的传递函数。基于这种平均理论,通过Saber建立的模型,从电压、峰值电流、平均电流控制模式方面进行了阐述。并根据峰值电流控制模式方式建立了具体的仿真电路,进行了直流分析、瞬态分析以及交流小信号分析。实际电路的测试结果验证了建摸仿真的正确性,并给出了仿真及实际的波形。

反馈稳定控制电流模式DC/DC变换器

首先给出了自稳定控制的物理概念及其基于滤波器的实现思路,同时依据PWM控制DC/DC变换器系统的分段线性特点,提出了一种新的Jacobian矩阵求解方法,将其应用于自稳定控制峰值电流模式Boost变换器系统,实现了反馈控制参数优化分析,最后给出了有关的仿真和实验结果,验证了文中所提控制方法的有效性和理论分析的正确性。

软开关弧焊逆变电源外特性的理论分析

通过分析移相全桥软开关弧焊电源工作特性,提出了基于峰值电流反馈控制软开关弧焊电源拓扑结构,运用电路分析方法把全桥弧焊电源等效为Buck模型,在不同负载条件下,Buck模型分别工作于电感电流连续方式和电感电流断续方式,运用电路知识对移相全桥零电压脉宽调制器稳态运行单周期波形图参数进行了理论计算,对模型的外特性工作点边界进行详细分析,通过分析计算证明了弧焊电源外特性形成机理,并给出一种所需外特性的实现电路.结果表明,软开关弧焊电源外特性边界曲线直接决定了焊接工艺参数的调节范围,通过不同的控制策略可以实现弧焊电源的所需外特性.

一种升压型白光LED驱动控制芯片的设计

针对高亮度白光LED的驱动要求,提出了一种适用于升压型LED驱动电路控制器的设计方案。针对LED的电气特性,芯片控制策略采用峰值电流模式控制并建立了小信号模型进行系统环路补偿设计;针对LED的背光应用要求,在控制器中集成了模拟与数字调光功能,具体介绍了数字调光模式的功能电路,其最大的调光比可以达到3000∶1。为了满足更高的效率要求,设计了无采样电阻的控制电路,减少了外围的器件并提高了系统的效率。芯片在1.5μm BCD工艺下设计并流片,最后进行了各种工作模式下的测试。测试结果显示,该芯片基本满足设计要求。

峰值电流控制中斜坡补偿电路的设计

针对峰值电流控制中产生次谐波振荡的问题,阐述了峰值电流控制的不稳定性及原因,研究了斜坡补偿与系统稳定性的关系,给出了实际斜坡补偿电路及设计方法。

峰值电流模式变换器自适应斜坡补偿电路设计

峰值电流模式变换器工作于CCM模式且D>0.5时,存在开环不稳定性等问题,必须进行斜坡补偿。针对常规的斜坡补偿方式所存在的缺陷,设计了一种补偿量自动适应输入输出电压变化的斜坡补偿电路。利用MOS管工作于线性区的压控电阻特性,实现了在整个占空比区间内自动适应、优化的斜坡补偿,与传统的设计相比,自适应斜坡补偿对系统带载能力、瞬态响应的负面影响减至最小,改善系统性能,增加系统稳定性,是进行斜坡补偿的最佳方案。最后给出仿真结果。

降低Boost型变换器电磁干扰水平的峰值电流控制方法

在一般峰值电流控制DC/DCBoost型变换器的基础上,通过增加对最小输入电流的控制设计了一种能够同时对最大和最小输入电流加以限制的新型峰值电流控制DC/DCBoost型变换器,并分别对两种结构变换器的输入电流进行了分析和比较.仿真结果表明:新型控制电路变换器可使开关频率以下频段的谱峰值比原型DC/DCBoost型变换器降低20dB,显著改善原型DC/DCBoost型变换器开关频率以下频段频谱过高的问题.

Buck变换器中的快标分叉控制研究

在电力电子线路中,Buck变换器是一种基本的变换器,在工作过程中,由于电路中的有些参数发生变化,使得电路很容易产生时间域上的快标不稳定现象,斜坡补偿是一种简单而有效的方法,可以很好地削弱这种不稳定现象。在实际的电路应用中,斜坡补偿主要依赖于经验设计,缺乏必要的设计准则。本文将从非线性系统的分叉控制理论出发,对峰值电流模式控制Buck变换器中的斜坡补偿进行详细地分析和研究,给出了斜坡信号补偿幅度理论要求。分析计算结果和大量的精确仿真试验结果是一致的。该方法同样适用于其他变换器的稳定性分析。

双频率控制开关变换器低频波动现象抑制方法

针对传统双频率控制技术应用于电感电流连续导电模式开关变换器时存在的电感电流和输出电压低频波动问题,在介绍该技术控制原理的基础上,建立了输出电容储能迭代模型,利用该模型揭示了一个开关周期内电感储能变化量不为零是产生低频波动现象的根本原因。为解决此问题,通过将电感电流信息引入反馈控制环路,提出并研究了峰值电流型固定关断时间双频率控制技术,分析了该技术的工作原理和低频波动现象抑制机理。通过与传统双频率控制技术进行仿真和实验对比研究,结果表明峰值电流型固定关断时间双频率控制方法能够有效抑制低频波动现象的发生。

PCMC Boost变换器与EMI滤波器的级联设计

为避免电磁干扰(EMI)滤波器与峰值电流模式控制下Boost变换器级联时的性能下降,同时保持级联后的稳定性和动态性,提出利用状态空间平均法来构造Boost变换器的小信号模型,以获得阻抗等传递函数集;设计了使变换器环路增益具有4 kHz的控制带宽和67°的相位裕度的比例积分(PI)控制器;在Matlab上设计的EMI滤波器达到相关标准规定的噪声抑制,通过图形化阻抗比判据结合奈奎斯特稳定判据来评估级联系统的稳定性,并对构成闭环的级联系统进行了仿真和建模.仿真和实验结果证明,文中设计的级联型EMI滤波器不仅能抑制噪声电流,达到欧盟EMC标准,而且保持了级联系统的稳定,动态性能良好,从而提供了一个在PCMC Boost变换器应用的解决方案.

并联Boost变换器的非线性及其控制技术研究

文中在理论和实验上研究了并联峰值电流控制Boost变换器的非线性现象[1],变换器没有电压控制回路,只关注其在电流控制模式下的分岔与混沌现象。研究并联Boost变换器在参考电流和输入电压一定时,且电感电流工作在连续模式下可能产生的分岔与混沌现象。为了消除并联Boost变换器出现的混沌现象,文中提出了一种斜坡补偿控制策略,通过验证新策略具有较好的抑制混沌效果和鲁棒性。

浅谈PWM型DC／DC变换器反馈控制方法

对PWM型DC／DC变换器中常用的两种控制方式电压模式控制和电流模式控制进行了原理分析，并对电流模式控制中的三种控制方法，峰值电流控制、平均电流控制和电流滞环控制进行讨论。