一种可扩展单元的高增益升压Cuk电路

高增益升压DC-DC变换器越来越广泛地应用于新能源发电、电动汽车、UPS和智能电网等新型应用领域,而高效、低纹波、低应力、低EMI是该类变换器的发展趋势。文中提出一种可扩展单元的高增益升压Cuk变换电路。该电路不仅继承了经典Cuk电路输入输出电流连续、低纹波及较小的传导EMI等优点,而且能够在避免极限占空比的情况下实现大电压变比。所提出电路是结合二极管电容网络结构和改进升压型Cuk电路,构成一个新型高增益升压Cuk电路。论文对所提出电路的工作原理和工作过程进行详细的理论分析,开展电压变比关系、关键参数设计和半导体功率器件电压电流应力特性分析。在此基础上,论文进一步分析拓展二极管电容网络单元,从而提高了变换器的电压增益,减小了开关管电压应力等电路特性。通过分析,可扩展单元的高增益升压Cuk变换电路因具有较低电压应力而能够使用导通电阻小的开关管,从而减小导通损耗,提高变换器的效率。最后,对所提出电路进行计算机仿真,并设计4台功率100W、输入输出电压为60V/400V的原理性实验样机,与其他典型高增益升压变换器进行对比实验,验证提出电路相关理论分析的有效性。

单级高增益LED驱动电路和融合可见光通信调制的控制策略

针对传统通信射频放大器存在成本高、效率低等问题,提出一种单级AC-DC高增益降压LED驱动电路和融合可见光通信调制的控制策略,满足低压输出的LED照明和可见光通信场合。提出的单级电路由结合开关电容网络的低纹波降压Cuk电路和同步整流Buck电路集成。融合可见光通信调制的控制策略以通信二进制相移键控技术为理论基础,通过调节输出电流平均值控制LED照明水平,利用输出电流纹波相位变化实现数据通信调制。对提出的电路和融合控制策略进行详细分析,进行电路关键参数设计。最后通过计算机仿真验证,并研制一台输入185~265 VRMS、恒流输出1A/25W的实验样机。仿真和实验结果表明,电路获得了较高降压增益,实现了融合LED照明恒流控制和可见光通信调制功能,验证了所提出的电路和融合可见光通信调制控制策略的有效性。

一种新型高增益软开关双向直流变换器

针对储能设备的充放电应用场景,文中提出一种新型双向直流变换器结构。该变换器具有正向高电压增益、宽输入范围、可实现软开关的特点。通过两个交错并联的电感交替充放电,可以减小输入电流纹波;高压侧的2个分压电容不仅能够将电压增益提高1倍,还能在全状态下都实现自动均压。通过增加谐振单元帮助实现开关管的软开关的同时,谐振单元中的开关管也能够实现零电流关断。文中对拓扑的演绎和改进方法进行阐述,对拓扑结构的工作原理、软开关实现方式进行分析;并与其他的相似拓扑结构进行性能比较。最后通过搭建仿真模型验证设计的变换器结构的有效性和可行性。仿真结果表明:所提变换器具有比传统Boost-Buck电路更高的正向电压增益,能够实现能量双向流动;且无论正向升压模式还是反向降压模式,都能够实现主要开关的软开关,以达到减小拓扑结构自身损耗的目的。