四开关Buck-Boost变换器软开关设计及实现

针对四开关Buck-Boost变换器工作在Buck和Boost两种工作模式相互切换时，存在变换器工作盲区的问题，首先分析FSBB变换器工作原理，采用软开关技术控制策略，提出FSBB变换器软开关的软件设计思路，采用PWM移相控制方法，进行方案设计、原理分析、控制设计、系统仿真。样机验证结果表明，与传统的Buck-Boost变换器相比，该方案能在全输入电压范围实现MOS管软开通和软关断，系统具有输入输出同极性、开关管电压应力低、工作效率高、效率高达97%的优点，具有较高的应用价值。     

轻轨列车辅助高频DC／DC隔离变换器研究

本文应用全桥移相软开关技术,设计了轻轨列车用辅助高频DC／DC隔离变换器,并进行了试验分析和验证。该变换器实现了软开关,能够提高电能变换效率,提高变换器功率密度。应用高频隔离软开关方案可以减小机柜体积,便于设备安装维护。这也是轻轨列车辅助变流器设备的发展趋势1112]。     

新型ZCS-PWM Buck变换器的磁集成研究

研究新型ZCS-PWM Buck变换器,通过电感和电容的谐振使流过功率开关管的电流呈正弦波形,为开关管提供了零电流开关条件。提出将分立的谐振电感和滤波电感集成在同一个平面磁芯上。理论分析和仿真结果证明了该方案的正确性和可行性。     

一种新型零电流三电平Buck变换器的研究

提出了一种基于零电流三电平开关单元的新型零电流三电平Buck变换器。与传统Buck硬开关变换器相比,新型零电流三电平变换器主开关的电流应力和导通损耗都没有增加,有源开关的电压应力因三电平技术的应用而减半。仿真结果验证了新型零电压零电流的可行性。     

连续限制性脉冲序列控制开关变换器研究

针对脉冲序列控制开关变换器运行在电感电流连续导电模式下存在较大的低频振荡现象,进而影响开关变换器工作性能的问题,提出了一种连续限制性脉冲序列控制方法。以连续限制性脉冲序列控制Buck变换器为例,详细介绍了该控制方法的工作原理,阐述了其抑制开关变换器低频振荡的机理,建立了连续限制性脉冲序列控制Buck变换器在电感电流连续导电模式下的开关映射模型。通过Matlab仿真和样机实验,对比了脉冲序列控制和连续限制性脉冲序列控制下Buck变换器的输出电压和电感电流情况。研究结果表明,与脉冲序列控制方法相比,连续限制性脉冲序列控制方法通过对连续脉冲个数进行限制,有效抑制了开关变换器在电感电流连续导电模式下的低频振荡现象。     

Buck三电平变换器在水冷磁体电源中的应用

Buck三电平变换器具有减小输出电压纹波、降低开关管电压应力等优点,考虑将该变换器应用到强磁场中心的水冷磁体电源中,可大大优化电源性能。介绍了Buck三电平变换器的工作原理,对其进行参数设计和控制方法分析,并搭建了Matlab/Simulink仿真模型,比较原方案和新方案的运行情况。仿真结果显示新方案显著减小了输出电压纹波。     

交错并联三绕组耦合Buck变换器设计

针对传统交错并联Buck变换器存在占空比小的问题,将三绕组耦合电感引入反激变换器,设计了一种交错并联三绕组耦合Buck变换器。分析了该变换器中开关管和输出二极管的电压应力,进而得到该变换器的输出电压增益,并对该变换器拓扑进行了优化。仿真和实验结果表明,该优化拓扑可有效抑制开关管两端的电压波动,降低开关管的电压应力。     

一种带辅助电路的ZCS软开关全桥直流变换器

针对零电压零电流开关(ZVZCS)全桥直流变换器在中大功率应用场合效率不高的问题,提出了一种带辅助电路的零电流开关(ZCS)全桥直流变换器。通过为全桥直流变换器的超前臂和滞后臂设计相应的辅助电路,实现了全桥直流变换器两桥臂开关管的零电流关断,即实现了ZCS。根据提出的ZCS软开关全桥直流变换器结构,试制了一台3 k W的样机。实验结果表明,ZCS软开关全桥直流变换器的超桥臂及滞后臂均工作于零电流开关状态。为验证ZCS软开关全桥直流变换器的效率性能,将其与ZVZCS全桥直流变换器进行效率方面的比较。由比较结果可知,ZCS软开关全桥直流变换器在中大功率应用场合中的效率明显优于ZVZCS全桥直流变换器,表现出良好的性能。     

输出连续可调节并联谐振变换器及其仿真研究

文中分析了并联谐振变换器(PRC)电路的拓扑结构及工作原理，提出了在软开关条件下实现电源输出连续可调节的方案，并通过一种实用的交流分析法分析了PRC在CCM工作模式下实现方案的可行性。最后的PSPICE以及Matlab/Simulink仿真结果表明该变换器具有输出连续可调节范围大、软开关、效率高等优点。     

一种PWM结合PFM的ZVS准谐振变换器

准谐振变换器可以实现功率器件的零电压或零电流开关,但要得到稳定输出电压需采用脉冲频率调制(PFM),这给功率电路参数设计和系统稳定性带来困难,本文研究一种PFM结合PWM的控制模式来调节准谐振变换器输出电压,并实现其开关管的软开关,该控制方案与电压调节器协调工作,调节功率管驱动信号的脉宽和频率,保证了软开关条件和降低导通损耗,实现高频高效的功率变换。建立了100W升压准谐振变换器样机,实验结果验证了该控制方案的可行性。     

无源无损软开关变换器对比分析

高频化是电力电子装置提高功率密度的有效手段,高频化引起电力电子开关器件的开关损耗增加,无源无损软开关电路可有效降低电力电子开关器件的开关损耗。以最小电压应力（MVS）无源无损软开关电路、非最小电压应力（NMVS）无源无损软开关电路及最小电压电流应力（MVCS）无源无损软开关电路等3种主流的无源无损软开关Buck变换器为对象进行研究,从拓扑结构、占空比、电压电流应力、开关损耗及转换效率等几个方面进行比较研究。搭建了硬件实验环境,经理论分析和实验验证得出MVCS软开关电路具有更加良好的性能,为无源无损软开关电路的应用提供设计依据。     

基于MIT MRAC的Buck变换器电压控制仿真研究

为改善Buck变换器的控制性能,对基于模型参考自适应控制的Buck变换器电压控制方案进行了研究．首先基于小信号扰动法建立了Buck变换器的小信号解析模型;然后分析给出了自适应参考模型的设计依据,总结了设计步骤,并对自适应控制器的设计方法、关键参数的取值和影响进行了归纳;最后在Matlab/Simulink平台下搭建了频域和时域仿真模型,对文中重要结论进行了验证,证实了MIT MRAC用于Buck变换器控制的可行性和有效性．     

基于软开关的SEPIC变换器设计及其效率分析

关于在光伏系统中SEPIC变换器效率优化问题,由于光伏系统承担并网发电和输出电压,要完成大功率点的跟踪,但是转换效率往往不高,尤其是在工作频率很高时,转换效率会明显下降。为解决上述问题,提出将软开关技术应用到SEPIC变换器中,并对零电压、零电流准谐振SEPIC变换器的工作原理进行了分析,采用谐振参数的选取,应用软开关技术减小开关损耗,可以提高SEPIC变换器的效率。在MATLAB平台上对有、无软开关的SEPIC变换器进行仿真,通过改变工作频率,对两种变换器效率进行比较。仿真结果证明软开关技术能够提高SEPIC变换器的效率,为变换器设计提供了依据。     

一种新型零电压转换正-反激变换器的研究

提出了一种新型零电压转换(ZVT)正-反激组合式PWM变换器,该变换器兼具正-反激变换器的优点,采用了软开关技术,并且只用一个变压器实现了单路输出,从而可以大大降低变压器的损耗,实现主开关管的零电压开通和零电压关断。给出了实现电路,并对其工作过程进行了详尽的分析,提出了变压器的设计方法,讨论了ZVT的实现条件,设计了关键参数。并通过电路仿真软件ORCAD进行了仿真研究,其结果表明了理论分析的正确性。     

单周期控制技术在激光电源中的应用

单周期控制是一种用于功率变换器的新型非线性控制策略,当输入电压发生扰动或负载快速变化情况时仅在一个周期内就可实现控制目标。将单周期控制技术控制技术应用于ZCS准谐振DC/DC变换器构成的激光电源,并通过软开关技术减小了开关损耗,减轻了电路体积。通过电路建模的方式,使用Pspice软件对电路进行了仿真。并对电源电路进行了实验研究,完成了硬件电路设计和主要电路参数的确定。实验结果证明了原理分析和设计方法的正确性。     

An efficient power delivering scheme for sensorless drive of Brushless DC motor

This paper presents a photovoltaic (PV) panel fed sensorless Brushless DC motor (BLDC) drive using Sheppard –Taylor (S–T) converter for load matching in order to make the system energy efficient. In this work, a detailed study on S–T converter is done as it helps to stabilize the fluctuating output voltage of standard PV panel. Hence, in this application model, we have considered S–T converter as a feed to the six switch three phase Brushless DC (BLDC) motor drive in which the rotor position is estimated using back electromotive force (EMF) detection technique. This work is developed and studied on MATLAB/Simulink platform as well as in real time implemented hardware. The simulation model has borrowed the motor parameters (viz. stator back-EMF, rotor RPM and max. output torque, etc.) and circuit components from the implemented hardware. Finally, a detailed study of the implemented S–T converter reveals a significant performance improvement over a conventional Buck–Boost converter for same PV panel. The output results show that the scheme described in this scope of work efficiently handles the DC power generated by solar cell using S–T converter as the rotor RPM offset is negligible in closed loop motor drive.

     

ZVZCS全桥PWM DC-DC变换器的小信号建模方法

针对ZVZCS全桥PWMDC-DC变换器的软开关工作,分析了变压器漏感和辅助谐振电路对变换器动态特性的影响。在PWM开关等效模型的基础上,结合变换器谐振电路的工作特点,提出了一种ZVZCS全桥PWMDC-DC变换器小信号分析方法,这种建模方法适用于不同类型的ZVZCS全桥变换器。通过对小信号传函幅频及相频特性的分析,证明了这种小信号分析方法具有物理意义清晰、计算简单等优点。应用这种小信号模型,依据变换器的动态性能指标对ZVZCS全桥PWM变换器中谐振元件的参数进行设计,可以使这种软开关变换器的性能得到进一步的提高。     

基于事件触发的Buck型DC-DC变换器有限时间控制

针对Buck型DC-DC变换器输出电压跟踪控制问题,提出了一种基于事件触发机制的有限时间控制方案。首先,将Buck变换器建模成一类反馈型非线性系统。然后,为能有效地避免通信资源的浪费,通过构造一种状态变换设计了一种事件触发机制;同时,利用反步法,设计了系统的状态反馈控制器,该控制器在事件触发时刻更新;然后,基于所设计的事件触发控制器,利用有限时间Lyapunov稳定性理论分析了系统的稳定性,并证明了所设计的控制方案不会发生Zeno现象;最后,通过Buck变换器仿真实例验证了所提出的事件触发控制方案的有效性,仿真结果表明了在所设计的控制方案下,Buck型DC-DC变换器的输出在有限时间内可以达到期望值,同时还能减少通信资源的浪费。