基于FPGA的四相交错并联磁集成Buck变换器研究

在负载变化范围较小的前提下,为提高Buck变换器输出电压精度和电压纹波,在传统Buck变换器拓扑结构基础上,引入多相交错并联磁集成技术.详细分析磁集成条件下,变换器在占空比0～1范围内的相电感电流纹波、四相电感总输出电流纹波、电压纹波与磁耦合系数的关系,确定磁集成变换器占空比与磁耦合系数的最佳选择范围.提出磁集成变换器小信号建模一般方法,并设计出基于FPGA的数字控制器.制作四相交错并联磁集成Buck变换器实验样机,通过实验验证了理论分析的正确性.     

双向DC-DC变换器拓扑结构的设计及仿真

传统的单相双向DC-DC变换器虽然结构简单,但当电流纹波超过两倍负载电流时会导致开关器件通态损耗过大,同时主电感电流纹波过大会造成磁芯损耗.本文设计了一种多相拓扑结构的变换器,该变换器通过磁耦合技术,采用电流交迭减小纹波,进而减小磁芯的损耗.通过Simulink对单相变换器和两相变换器模型进行仿真,论证了改进后变换器的优越性.     

采用磁集成技术的不对称半桥倍流整流变换器

本文结合不对称半桥倍流整流变换器.介绍了两个电感与一个变压器的集成。通过集成磁件的变换,给出了磁集成的两种方式,即正向耦合方式与反向耦合方式。理论分析和PSpice仿真验证了反向耦合方式在磁芯体积和功率损耗减小方面具有优势,在变换器效率上反向耦合方式也明显高于正向耦合方式。     

一种新型交错并联型buck变换器

通过传统buck变换器的三端口网络模型中引入一个开关电容,得到了一种新型带开关电容交错并联buck变换器。通过对新型变换器进行理论分析可知,与传统buck变换器相比,当占空比D<0.5时,新型变换器不仅输出电流纹波减小,且在相同占空比下实现了更高的电压增益;同时开关管的电压应力减小,其电流应力均为输出电流的一半,有利于器件的选择和散热。因此新型变换器非常适合于低输出电压、大电流的场合及输入、输出电压相差较大的系统。最后通过仿真验证了理论分析正确性。     

单开关低电压应力的高增益Boost变换器

为了将分布式发电系统中光伏板、燃料电池等的低压直流电转换成高压直流电,提出一种带有泵升电容的基于开关电容与开关电感网络的高增益DC/DC变换器。该变换器进一步提高了电压增益,减小了功率器件的电压应力。采用磁集成技术,将两个电感绕在同一磁芯上形成耦合电感,提高了变换器的功率密度。最后,分析了该拓扑的基本工作原理,并制作了一台输入电压为30 V,输出电压为380 V,额定功率为200 W的样机,实验结果证实了理论分析的正确性。     

电能收集充电器(2)

<正>一、方案选择1.电源变换拓扑方案选择方案1:Cuk变换器如图1所示,Cuk变换器输出电压可以通过公式(1)得到,能量存储和传递同时在两个开关期间和两个环路中进行,这种对称性使其可以达到较高效率,而且两个电感适当耦合     

电流型双脉冲跨周期调制Buck变换器研究

提出一种断续导电模式(Discontinuous Conduction Mode,DCM)Buck变换器的电流型双脉冲跨周期调制(Dual Pulse Skipping Modulation,DPSM)技术。与电压型DPSM技术比较,电流型DPSM技术采用双环控制技术,检测电感电流以产生具有不同占空比的控制脉冲,克服电压型DPSM开关DC-DC变换器无法检测电感电流的问题,有效防止启动过程中电感电流过冲现象发生。以DCM Buck变换器为例说明电流型DPSM技术的原理和输出电压纹波与脉冲组合之间的关系。运用动力学分析方法建立电流型DPSM DCM Buck变换器的离散时间模型,得出高功率脉冲、低功率脉冲以及跨周期脉冲的组合规律。最后,给出仿真和实验结果,表明有着良好瞬态性能的电流型DPSM Buck变换器低输出电压纹波与较宽的负载可调范围等优点。     

矿用电动车混合储能系统Z源逆变器电流控制

针对应用于矿用电动车混合储能系统的传统Z源逆变器或单开关电感Z源逆变器存在电压增益、功率密度和转换效率均不高的问题,提出了一种新型Z源逆变器。该逆变器采用基于阵列式磁集成技术的模块化开关耦合电感单元替代传统Z源逆变器的电感,提高功率密度和电压增益,并通过引入辅助软开关支路实现功率器件零电压开关,提高转换效率。对基于新型Z源逆变器的混合储能系统进行了建模,通过分析极点,发现引起系统振荡的1对共轭极点及系统振荡处频率,结合模型进行了电流控制器参数设计,推导出电流控制器比例和积分参数的设计准则。仿真与实验结果验证了该电流控制器设计准则的正确性。     

一种用于光伏最大功率点跟踪的Boost电路

光伏发电系统中利用Boost电路进行最大功率跟踪的过程存在电路升压能力不足、输入纹波较大等问题,利用开关电感结构替代并联交错Boost电路中电感,构成一种高升压比且低纹波的改进型Boost电路。该电路在同一开关周期中拥有四种开关模式,存在三种不同工作状态,利用平均周期建模法讨论其不同占空比情况下输出电压增益及输入电流纹波情况。MATLAB仿真结果表明,改进型Boost相比于传统Boost电路具有更高的升压能力;且在动态输入条件下,具有较快的跟踪速度,输入电流纹波小,输出功率控制效果稳定,适用于光伏发电最大功率点跟踪。     

一种新的低压大电流DC-DC变换器的研究

该文比较了低压大电流DC-DC变换器各种拓扑结构的优缺点，对称半桥一倍流整流对于48V的输入电压是一种合适的拓扑结构。它可以通过两个滤波电感纹波电流的叠加，极大地减小滤波电容上的纹波电流。从而可以减小滤波电感的值。而且在滤波电容旁串联一个电感，可以极大地发挥它的作用，将滤波电容上的纹波电流进一步减小。给出了电路的仿真模型，并使用PSpice对该模型进行仿真，最后得到的仿真结果同理论分析一致，取得满意效果。     

FPGA based design and implementation of power conditioning unit for fuel cell powered vehicle using adaptive vector reference control method

The output of renewable energy is the power of low voltage and high current rated designs. Due to the output voltage being too low it does not meet the required maximum voltage load requirements. Therefore, in order to meet the high voltage load, the required limit of the power converter (DC-DC) is used to increase the voltage to the maximum. . The DC output voltage from a renewable energy source is given as input to a DC-DC converter, and the output generated from the converter is used to drive a load. KY boost converter is one of the recently developed DC-DC converters to reduce output voltage ripple. It is suitable for operation in equipment to below low ripple conditions. The disadvantage of this converter is that the boost voltage is a very low design parameter. To obtain the desired boosted voltage, and also to reduce the output voltage ripple, an optimized algorithm is used. Compared with the existing Drosophila optimization technology, the proposed Adaptive Vector Reference Control (AVRC) Method has higher convergence characteristics and lower output ripple. The simulation results are verified by MATLAB simulation with hardware results. The hardware is developed using the Xilinx FPGAs SPARTAN 6A controller, which simplifies the XC3S500E development board prototype in addition to providing additional flexibility for further improvements. The results clearly show improved performance and validate the model.     

New improved two-phase interleaved converter with clamp circuit and diode capacitor cell

This paper introduces a new improved two-phase DC–DC interleaved converter with clamp circuit and diode capacitor cell with coupled inductor for DC micro grid. The key focus of this research is to amend voltage gain and to cut down the stress of the switches. The diode capacitor arrangement with coupled inductor used to attain twice the voltage gain. The capacitors are connected end to end at the output to dismiss the voltage ripple. The gain of the modified converter is improved by secondary winding of coupled inductor. The leakage energy of the inductance is recycled and voltage spikes of power switches during turn off operation are suppressed by clamp circuit. The theoretical analysis of the modified converter is verified through simulation. A prototype of 150 W is constructed to demonstrate the efficient operation of the converter.     

输出本质安全型准谐振反激变换器分析

在给定的输入电压和负载变化范围内,分析了准谐振反激变换器的输入电压和负载电阻对其开关频率、输出纹波电压和峰值电感电流的影响,总结了其变化规律,得出了满足电气指标要求的电感和输出滤波电容最小设计值,使得最大输出短路释放能量最小。     

基于UC3842的反激变换器建模与补偿控制

通过分析建立反激变换器小信号模型,提出了一种新型反激变换器补偿控制方法,分析了基于UC3842的反激式开关电源用于输出直接反馈的可行性。实验表明,与传统的控制方法相比,该设计具有动态响应快、闭环增益高、稳定性好、电压纹波小、负载调整率低、电压调整率低的优点。     

基于民航标准CTSO-C71电气性能试验台的研制

为了保证某型航空低压电源变换器在复杂的航空供电环境下能安全运行,该变换器必须按照相应的供电标准进行电气性能测试;按照中国民用航空技术标准CTSO-C71,为该型电源变换器研制一台专用的自动测试试验台;试验台不仅提供直流及过压供电及输入注入谐波测试,还提供负载调节、输出短路以及13路驱动电流能力测试等功能;采用宽输出半桥变换器提供直流供电、全桥逆变器提供谐波注入及电子负载提供负载调节和输出短路功能;触摸屏提供友好的人机界面,并结合PLC实现定时和过程控制,完成自动测试;着重分析谐波模块基准的设计,指出谐波注入变压器的特殊工作状态并给出设计流程,介绍了宽输出半桥变换器及电子负载的设计点;试验台运行稳定,界面友好,可以完成所有电气性能测试。     

一种新型多相矩阵变换器控制系统的研究

本文首先阐述了五相Cuk矩阵变换器的结构,提出在整流侧采用无零空间矢量调制,"虚拟逆变"部分采用Cuk逆变电路的新型电路结构,发挥该电路的升压特性,同时介绍了该系统的原理及结构,最后通过Matlab/simulink仿真验证了Cuk型矩阵式变换器能够实现任意调节输出电压幅值的正确性问题,从而为矩阵变换器在工业领域的应用提供了一定的理论基础。     

Nonlinear feedback regulator design for the Cuk converter

The method of extended linearization is used for designing stabilizing nonlinear proportional-integral (PI) feedback controllers which regulate to a constant set-point value either the average output inductor current, the average input inductor current, or the average transfer capacitor voltage of a pulse width modulation (PWM) controlled Cuk converter. The design is carried out on the basis of the frequency-domain Ziegler-Nichols method, applied to a family of transfer function models of the linearized average PWM controlled circuit, parametrized by constant operating equilibrium points