基于DSP的同步整流Buck-Boost变换器控制策略的研究

提出一种基于D SP控制的四开关单电感Buck-Boost结构的D C-D C控制方案,设计了一种数字电源的系统结构,分析了系统整体性能及其应用场合,对同步整流Buck-Boost拓扑的工作原理、驱动方案和控制策略做了具体的分析,推导出输入与输出电压关系式和电感电流纹波理论值。设计并制作出样机,经实验证明理论分析的正确性,并给出详细的实验数据,包括M O SFET驱动时序、漏源极波形、电压纹波、输入与输出电压关系验证表和开关占空比与主电路效率关系曲线图。

软开关高增益Buck-Boost集成CLLC型直流双向变换器

研究一种Buck-Boost集成CLLC直流双向变换器,适用于输入输出共地且宽输入电压范围场合应用。直流双向变换器通过Buck-Boost与CLLC电路原边集成、CLLC副边母线电容叠加到原边母线电容上实现高增益。半桥CLLC电路与Buck-Boost电路集成,通过定频PWM同步控制;有助于开关管在较宽输入电压和负载范围实现软开关、高功率密度。该文分析了变换器的拓扑结构及工作模式,理论推导出变压器匝比取n1：n2=1：1即可获得高增益,减小了高频谐振变压器的体积和原边的谐振电流。此外,研究Buck-Boost电感Lb对变换器的软开关特性影响,给出了软开关实现的工作条件。搭建了一台低压侧适用电压2080V、高压侧适用电压100400V,双向功率600W的实验样机,实验结果验证了理论分析的正确性及方案的可行性。

基于LT8705的高性能buck-boost模块电源的研制

以Linear公司的LT8705为控制核心,针对宽范围直流输入、稳压输出用电设备的供电要求,研制了一款高性能的同步整流buck-boost模块电源。该模块电源集成了DC-DC单元、驱动电路单元、电压及电流环路工作状态反馈单元、电流控制功能单元,同时,对电路中的关键电路参数进行了计算。实验结果表明,该模块电源实现了预期功能,满足应用要求。

基于TL494的同步整流Buck稳压电源设计

设计了一款基于TL494的同步整流Buck稳压电源。该设计通过控制单片机端PWM占空比,经LPF滤波器将PWM信号转变为直流电压信号,从而由TL494产生PWM信号控制同步整流管的占空比,实现电压0至30 V稳定连续可调输出。输出采样电路将电流值经放大后传送给单片机和TL494,当电流超过5 A后,MOS管关断,实现过流保护。经实验测量表明,在输入电压48 V、输出电压30 V、输出电流5 A的情况下,该设计负载调整率小于1%、输出纹波低于50 mV、效率高于96%,满足基本数控要求。

基于GaN的高频Boost变换器优化设计

该文围绕同步整流型Boost拓扑效率提升这一关键问题展开研究。作为Boost变换器三种工作模式之一,临界导通模式(BCM)下的Boost变换器可以实现主功率开关的零电压开通或谷底开通以及续流管的零电流关断,有助于提升变换器效率。此外,采用同步整流技术可进一步减小传统续流二极管的导通损耗。该文从BCM下的参数设计出发,重点研究变换器的死区时间配置方法。该方法理论上减小了内部体二极管的导通损耗,在输出电流较大的情况下,有助于进一步提升变换器效率。此外,还总结Boost变换器的主要损耗计算方法。最后,利用GaN功率开关器件,搭建一台额定功率为500W的实验样机,其峰值效率达到了98%,功率密度达到了96W/in^(3)(1in^(3)=1.638 71×10^(-5)m^(3))。实现了高效、高功率密度的设计目标,验证了理论分析的正确性。

基于TL494控制的同步整流BUCK恒流源的设计

为了解决线性恒流源功耗大,输出电流小的缺点,提出了一种基于TL494控制的同步整流BUCK开关恒流源。该恒流源采用PWM控制原理调节主开关管和同步整流管的占空比来实现输出电流从0到20A稳定连续可调。控制器采样输出电压,当输出电压超过预定的10V电压时,主开关管关断,输出电压稳到10V,实现过压保护。另外,给出了电路原理图并进行了样机的制作与测试。测试结果表明,其恒流精度相对误差最大值为0.75%,因此该方案是可行的。

1MHz单周期控制同步整流Buck变换器的设计

提高功率变换器功率密度的有效方法是加大开关频率。传统的单周期控制芯片IR1150只能工作到200kHz的开关频率,为此提出了一种1MHz工作频率的单周期控制同步整流Buck变换器实现方案,控制电路采用"UC3825+TPS28225"这两款芯片实现,其中UC3825作为主控芯片,TPS28225作为驱动芯片。分析了整个系统工作原理,并对同步整流Buck变换器的主开关管、同步整流管、输出滤波器和积分器等进行了详细分析及设计。制作了一台1.8V、5A输出的样机,样机运行稳定,额定效率可达80.74%。实验结果验证了该设计方案的有效性。

同步整流Boost变换器中过零检测电路的设计

为了减少同步整流Boost变换器在轻载模式下电流倒灌现象的发生,设计了一种新型的过零检测电路,以检测电感续流为零所用时间为依据判断电感电流是否为零,从而及时关闭同步整流管,有效限制电感电流的倒灌。基于0.35μm CMOS工艺进行设计及仿真验证,电感电流在4.4 mA时同步整流管关闭,且静态功耗仅为2μA。应用于一款PFM控制模式的同步Boost变换器芯片,经流片后测试,电感电流稳定,倒灌电流很小,性能优良。

高频Boost ZVS建模分析及其轻载效率优化

为提升同步整流型Boost拓扑在轻载条件下的效率,采用变频准方波模式(QSW-ZVS)代替恒频三角波模式(TCM)。借助氮化镓(GaN)器件,可进一步提高变换器的工作频率,提升功率密度。为确保高频工况下的软开关实现,对QSW-ZVS模式下的软开关过程进行精确数学建模。在此基础上,指出延长同步整流的时间可扩大软开关的实现范围,这有助于提高变换器在高频QSW-ZVS模式下的效率。最后,搭建一台额定功率为500 W的实验样机,通过实现其QSW-ZVS模式下的软开关,峰值效率达到98.2%,实现了高频高效的设计目标,验证了理论分析的准确性和正确性。

一种新型同步整流Buck蓄电池充电器

介绍了一种新型Buck型电池充电电路,此Buck充电电路结合了同步整流技术与零开关技术。由于结合了两种软技术,因此降低了电池充电电路的开关损耗和导通损耗。特别是低电压高电流输出场合,电路的效率得到明显提高。通过对功率管脉冲以及电路的设计,电路的拓扑更简单,而且避免了同步整流电路中常见的同步整流管体二极管反向恢复现象。对电路结构以及电路工作原理进行了阐述与分析,并通过Matlab/Simulink仿真,其仿真结果表明该充电电路能够实现预期的软开关,其输出电压纹波小,动态响应快,电路效率高。

基于三开关管Buck变换器的光伏控制器的设计

基于三开关管Buck拓扑变换器、改进型RCD自举电路和单片机TMS320F28027,研制了一套太阳能路灯照明系统用光伏控制器。本文详细叙述了光伏控制器的硬件电路设计,以及蓄电池充电控制策略、功率跟踪控制策略和同步整流技术的充电控制策略,并给出了综合控制方案。最后对试制的样机进行测试验证,分析光伏控制器输入/输出电压和功率的变化,其中最大功率点时效率可达到94.05%,验证了设计的合理性和高效性。

低压大电流高效率同步整流BUCK变换器的分析与设计

随着电子技术的迅速发展及各种微处理器、IC芯片和DSP的普及应用,对低压大电流输出的DC-DC变换器的效率要求越来越高;同步整流是采用低导通电阻的MOSFET来取代整流二极管,可以有效降低整流损耗,提高功率变换器的效率;在分析非隔离同步整流BUCK变换器效率的基础上,介绍一种外部驱动芯片MAX797在非隔离同步整流BUCK变换器中的应用,该芯片在很宽的输入输出电压范围内可以保持较高的效率。

一种高效的同步整流Boost软开关变换器

针对同步整流Boost变换器的效率问题,提出一种同步整流Boost软开关拓扑。在辅助电路的帮助下,实现了主开关管的零电压通断和辅助开关管的零电流通断,显著改善了因开关管导致的变换器损耗严重的问题,使变换器的效率得到了有效提高。详细分析了所提变换器的工作原理并对主要参数的选取和变换器的特性进行了讨论,最后通过Pspice仿真实验对理论分析进行了验证。

一种高效同步boost电路

boost升压电路在电子电路设计中有着广泛的应用。文章提出一种新型同步boost电路,其结构简单,性能突出。用Cadence软件进行模拟仿真,系统频率为100 k Hz,3.3 V输入,5 V/2.5 A输出,效率达到95%。

提高同步整流Buck变换器轻载效率的数字化控制方案分析

本文提出一种数字化混合控制方案,用于提高同步整流型Buck变换器的轻载效率。该方法重载时工作频率固定,轻载时能平缓地切换为恒定导通时间控制模式,以降低变换器的开关损耗。此外,不同于传统控制方法,所提方法根据驱动信号的导通时间和电感伏秒平衡关系精确预估电感电流过零点,使变换器工作于断续模式从而有效地降低轻载时的导通损耗。这确保同步整流Buck变换器在宽负载变化范围内有较高的转换效率。本文通过理论量化分析和实验对比验证了所提方法的可行性。

大电流高频同步boost电路研究

针对大电流高频环境,提出一种适用于大电流环境的高频同步boost电路,通过分析电路组成及其工作原理,用Cadence软件进行模拟仿真,实验结果表明:该电路的系统频率可达500kHz,在3.7V输入,6V/2.5A输出的情况下,效率达到90.4%,具有结构新颖、性能突出的优点。

基于递推最小二乘法与核密度估计的同步整流Boost变换器回流功率抑制

为了提高同步整流Boost变换器空载、轻载的工作效率,针对同步整流Boost变换器空载、轻载时存在的功率回流问题,分析该状态下电路的工作波形与工作特性.根据电路工作特性,提出能够准确识别功率回流状态并关断同步整流开关管的功率回流抑制策略.为了保证策略的精度与效率的优化,引入递推最小二乘法(RLS)和核密度估计(KDE),减少了电感误差和采样误差对策略精度的影响.搭建1 kV·A航空静止变流器仿真和实验平台进行验证.仿真和实验结果表明,该控制策略对功率回流的识别精度高,能够显著抑制回流功率,提高了电路空载和轻载效率.

低功耗Boost型DC/DC变换器

分析Boost和同步整流开关电源电路的工作原理,设计Boost电路的主要参数及控制回路,最后测试了基于LM5121的低功耗Boost型DC/DC变换器样机,其输出电压为48 V,输出功率为100 W。测试结果表明:样机输出电压稳定,整机效率高达8 8%,它是一种经济适用的低功耗小型开关电源。

同步整流BUCK型DC⁃DC稳压开关电源设计

为了提高DC⁃DC电源系统的性能,解决传统的线性直流稳压电源系统功率转换效率低、调压功率损耗大、输出响应速度慢等问题,文中采用同步整流技术和跨导的TypeⅢ型补偿网络设计,建立同步整流BUCK型DC⁃DC稳压开关电源线路。以UP1540电源控制器和NMOS同步整流场效应管(NTMFS4C10)为主要元器件,利用PWM斩波来控制同步整流场效应管导通、截止,通过电感和电容进行电路能量交换和滤波,再通过TypeⅢ环路补偿型来实现电路的安全性和输出电压的稳定性。实验结果表明,同步整流BUCK型DC⁃DC稳压开关电源具有良好的功率转换效率、更小的调压功率损耗和更快的输出响应速度,达到了预期设计目标。说明采用同步整流技术和跨导的TypeⅢ型补偿网络设计来优化BUCK型DC⁃DC稳压开关电源,可提高电路的功率转换效率和稳定性。

同步整流Buck变换器的损耗分析

文中在以往只粗略计算电感损耗、电容损耗及开关损耗的基础上,以一款低电压大电流同步整流降压变换器为例,详细分析了各个元器件上功率损耗,包括电感上的铜损与铁损,电容等效串联电阻的损耗,MOSFET上的开关损耗、导通损耗、截止损耗、驱动损耗、寄生体二极管损耗等,从而得到直流降压变换器的整体损耗与实际效率。从效率曲线可以看出,变换器效率随着输出电流的增加而增加,并很快趋于饱和。而通过损耗分析可知,要降低损耗提高效率,尤其对于低电压大电流输出的降压变换器,不仅可以采用同步整流技术来降低导通压降,还可以根据各损耗所占比重大小选用更优元器件,如低直流电阻的电感,低导通电阻、低上升下降时间的NMOS管等。