DC/DC开关电源的设计与实现

开关电源的设计与输入/输出电压、功率和电路拓扑结果密切相关。对于所设计的电路性能通常采用实际测试的办法获得,费时费力。因为难以描绘出开关电源的传递函数,很难采用传统的仿真软件如matlab进行方针和分析。Saber因其丰富的元件模型、友好的人机界面,使得其非常适用于开关电源的设计与仿真。以DC/DC开关电源的设计与仿真为例,详细介绍了开关电源的设计过程,给出了saber的仿真设置。结果表明,仿真结果符合实际情况,图形直观,便于对仿真电路进行分析和校正,为开关电源的设计提供了一个强有力的工具。     

燃料电池混合动力汽车可调双向DC/DC变换器设计

双向DC/DC变换器作为燃料电池汽车的关键部件之一,在动力部分的能量转换中扮演着重要角色,对于整车的能量分配和管理有重要的作用.基于燃料电池汽车对双向DC/DC变换器的要求,设计电流/电压可调双向Buck/Boost变换器拓扑电路,分析其工作原理,对电路的元器件进行了参数计算和选型,并设计了其控制电路及制作了1 600 W的样机.实验结果表明:该变换器具有输出电压/电流可调节、控制精度高、响应速度快、效率高等特点.     

双向DC/DC变换器的设计

设计了一种可以完成能量双向流动的双向DC/DC变换器,通过D/A芯片控制开关电源芯片反馈端电阻的参考基准,实现开关电源输出电压线性可调,将该方法结合单片机程控,完成了双向DC/DC变换器的测试.实验结果证明,该方法可以实现能量双向流动,并且具有控制精度高、效率高的特点.     

用于EPS的12 V/48 V软开关电源变换器研究

分析了ZVT-BOOST电路的工作原理,设计BOOST电路的主要参数及控制回路,设计了一个基于TL494的用于EPS的软开关电源变换器样机,其输出电压为48 V,输出功率为100 W。对样机的测试结果表明:本样机能稳定输出电压,整机效率大于90%,性能满足设计要求。     

基于状态观测器实现DC/DC变换电路的电压估计

为在DC／DC变换电路中用传感器检测变换电路输出电压和输出负载电压值，运用状态观测器理论设计出了一种能够估计变换电路输出电压和输出负载电压的二维观测器，并对结果进行了仿真，证明了其优越性．     

DC/DC变换器电流模式数字控制电路研究

针对电压控制型开关电源是一个二阶的有条件的稳定系统,响应速度慢,稳定性不够,因此可在电压单闭环控制基础上增加电流控制环,形成双闭环控制系统,以提高系统的响应速度和稳定性。本文通过分析电流模式数字控制电路的静态和动态特性,建立了数字控制电流型PS-FB ZVSPWM DC/DC变换器闭环小信号模型和小信号传递函数模型,在积分控制工作方式下,选取不同的积分、微分系数,在负载阶跃扰动时得到了输出电压的单位阶跃响应曲线,通过实验得到了负载突变时开关脉冲及输出电压的动态响应曲线。     

半桥双向DC/DC变换统一控制分析与实现

以半桥DC/DC变换为核心电路,将Boost和Buck电路结合形成双向DC/DC变换器,实现电池的充放电功能。用TMS320F28335型号的DSP控制芯片产生互补PWM波,控制半桥电路中的开关管,实现同步整流。同时,通过霍尔采集电路采集DC/DC电路两端的电压和电流并送入DSP芯片做PI调节,从而控制PWM波的占空比,实现恒压充放电。通过MATLAB/Simulink仿真并搭建硬件平台,验证了该系统的可行性。     

基于输入输出反馈线性化三态Boost DC／DC变换器的新型控制策略

针对Viswanathan K为消除普通BOOS DC／DC变换器的非最小相位特性而提出的三态Boost DC／DC变换器．为进一步提高这种电路拓扑的性能,在建立了变换器状态空间平均模型的基础上,针对其多变量、非线性特点,采用输入输出线性化将其转化为一个完全可控的线性系统,在此基础上应用现有成熟的线性控制策略进行了控制系统的设计,并且采用MATLAB进行仿真验证,结果表明：这种非线性控制策略可以确保输出电压在大范围内恒定可调,且即使存在大范围扰动（输入电压和负载变化均较大）的情况下,系统也可以确保稳定性和良好的动态性能．     

基于Saber的DC/DC开关电源闭环反馈设计与仿真

使用Saber软件对DC/DC开关电源进行开环仿真,输入电压波动时,输出纹波电压较大,不能满足设计要求。对系统进行小信号分析后,根据系统伯德图分析系统传递函数的结构形式,进行闭环反馈网络的设计。将闭环反馈网络加入系统进行仿真,结果表明:闭环反馈网络不仅使得输出电压迅速上升,而且减小了输出电压的纹波系数,提高了输出电压的稳定性。     

基于输入输出反馈线性化三态Boost DC／DC变换器的新型控制策略

针对 Viswanathan K为消除普通BOOST DC／DC变换器的非最小相位特性而提出的三态Boost DC／DC变换器,为进一步提高这种电路拓扑的性能,在建立了变换器状态空间平均模型的基础上,针对其多变量、非线性特点,采用输入输出线性化将其转化为一个完全可控的线性系统,在此基础上应用现有成熟的线性控制策略进行了控制系统的设计,并且采用MATLAB进行仿真验证,结果表明:这种非线性控制策略可以确保输出电压在大范围内恒定可调,且即使存在大范围扰动(输入电压和负载变化均较大)的情况下,系统也可以确保稳定性和良好的动态性能.     

一种新型软开关DC—DC变换电路

提出一种新型的零电压、零电流全桥ＰＷＭ相移控制ＤＣ－ＤＣ变换电路。其功率器件处于零电压开关状态和零电流开关状态，降低了开关损耗。文中给出该电路工作原理、设计特点及实验结果。     

Buck-boost DC/DC变换器的控制

便携式电子设备一般采用锂电池供电,随着低电压装置使用量的增加及其多功能化的增强,有效的电能管理技术成为这类设备延长电池寿命的有效方法.鉴于此,本文提出了一种buck-boost变换器的拓扑电路及其控制方法.对这种变换器所做的仿真结果表明,新的控制方法能缩短过渡时间,减小过渡时的超调,有效延长了锂电池的使用寿命.     

开关电容矩阵DC/DC变换器

提出了一种利用开关电容矩阵来实现DC/DC变换的新方法,其过程是将组合开关电容单元排列为一个M×N的矩阵SC(M,N),用一组时序信号控制组合开关,使其工作于充、放电两种状态:充电期输入电压沿矩阵的行充电;放电期矩阵转置,电容上的储能沿矩阵的列向负载放电,实现了电压的变换。设计了一个SC(2,3)的矩阵变换器电路,并进行了理论分析和仿真。     

一种新型的零电压全桥DC/DC变换器

针对传统DC/DC变换器滞后臂零电压开关范围窄、占空比丢失严重及转换效率低等不足.提出了一种新型的零电压PWM全桥(ZVS PWMFB)DC/DC变换器,即在基本变换器变压器的一次侧串入1个耦合电感和2个隔直电容.利用耦合电感来实现较宽的输入电压及较大的负载范围的ZVS.由于耦合电感没有直接作为一个电感串联在负载电流支路中,所以它不会引起占空比的丢失.本文分析了此电路的工作原理.并通过仿真结果验证了它的工作原理的正确性和较高的转换效率.     

基于Z源的Sepic直流变换器研究

提出了一种带Z源的Sepic直流变换电路,分析了其工作过程,对调压机理进行了理论推导,并与传统Sepic电路做了对比。该电路在开关导通比〈0.5时就能实现升降压功能,仿真和实验结果证实了电路的有效性.     

DC/DC拓扑的分类和选择标准

为了提高电力电子产品设计者选择DC/DC拓扑的准确性和快速性,分析了现有市场上主流的通信、电脑用电源中DC/DC的应用特点,从电气规格出发提出了电力电子产品设计中DC/DC变换器的电路拓扑选择的四大标准.输入电压高低决定是否采用软开关;输出电压高低决定是否采用同步整流;输入输出电压变换范围宽窄决定是否采用宽范围拓扑;功率大小决定候选拓扑的开关数量.通过一个关于通信电源中DC/DC拓扑初选的例子说明了所提四大标准的用法,并证实了四大标准的实用性和有效性.针对一些经典的DC/DC拓扑和最新的DC/DC拓扑与这四大标准的关系进行了评价,得出了电气规格和拓扑之间的直接对应关系的表格,便于电力电子产品设计者参考.     

DC/DC电源模块可靠性的研究

对当前较广泛应用的DC/DC电源模块这一多芯片组件(MCM)的可靠性进行了研究.通过对模块使用可靠性的统计,利用ANSYS软件对模块表面温度分布的模拟得出影响其可靠性的关键器件为垂直双扩散金属-氧化物-半导体场效应晶体管(VDMOS)和肖特基势垒二极管(SBD).使用以器件参数退化为基础的恒定电应力、序进温度应力加速寿命试验方法分别获得VDMOS和SBD的失效敏感参数为VDMOS的跨导gm和SBD的反向漏电流IR;VDMOS和SBD的平均寿命分别为1.47×107h和4.3×107h.分析表明,这2种器件参数的退化均与器件的Na+沾污和Si-SiO2界面的退化有关,同时SBD的参数退化还与Al-Si界面的退化有关.     

一种应用于直流配电网的隔离直流变换器软启动方法

针对广泛应用于直流配电网的双有源桥的启动电流冲击问题,提出一种简单的直流变换器软启动方法。在设定的启动时间内,输入侧H桥输出方波电压占空比从0逐渐增加到0.5,同时通过移相控制调节输出侧电压在相同的时间内从0逐渐增加到给定值。通过这两种方法的协同控制,可以有效抑制启动时电流冲击和直流电压振荡,系统具备很好的抗扰能力且不需要采用传统软启动的复杂模式切换。分析和仿真验证了软启动方法的有效性。     

一种DC／DC电源管理芯片的设计

讨论了一种PWM升压DC/DC电源管理芯片的设计,对基准电压产生、振荡信号产生及比较器设计进行了分析.该电路开关电流限制容量为1.2A,转换效率可达85%,并采用2.5μm Bipolar工艺完成芯片的设计.