一种Buck开关变换器的建模方法和仿真验证

Buck开关变换器在当今电子领域应用越来越广泛,IC器件在流片投产之前的建模及仿真验证越来越受到行业重视和认可。本文首先分析了Buck变换器的拓扑结构和工作原理,然后应用VHDL-AMS语言在Systemvision仿真环境下对Buck开关变换器进行建模与仿真,验证了模型的正确性和有效性,同时也给出了一种运用拓扑结构和数模混合语言(VHDL-AMS)建模的方法。     

准Z源在三相AC/AC变换器中的应用研究

对于传统三相斩控式交流调压器的缺点和不足,提出了 3种新型三相准Z源AC/AC变换器电路拓扑,研究并分析了 其中一种电路的基本结构和工作原理,运用伏秒平衡原理计算出了占空比和输出电压的关系,利用MATLAB/Simulink仿真环境对新型电路拓扑进行仿真,并采用脉冲宽度调制方法(PWM)来控制占空比来调节输出电压。最后根据仿真来搭建实验电路,得出的实验结果验证了新型三相准Z源AC/AC变换器电路的可靠性和可行性。     

Buck变换器的分数阶仿真模型与混沌分析

基于电感和电容本质上是分数阶的事实,基于分数阶微积分理论结合改进的Oustaloup分数阶微积分滤波器近似算法,在Matlab/Simulink下建立了电流连续模式下的电压控制型Buck变换器的分数阶数学仿真模型和对应的电路仿真模型,通过仿真验证了该模型的正确性。基于建立的分数阶数学仿真模型研究了很少有文献研究的以参考电压和比例放大系数作为混沌控制变量的Buck变换器的混沌行为,得到了分别以参考电压、比例放大系数为变量的Buck变换器的V-I混沌相图。此模型可以对电压控制型Buck变换器的所有能导致混沌行为的7种情况进行仿真分析,利用此模型仿真分析了Buck变换器的阶数对系统动态响应过程的影响。该模型的建立方法也适用于其他DC/DC变换器的分数阶模型的建立。     

基于有效占空比的ZVZCS全桥变换器建模与仿真

分析了零电压-零电流开关(ZVZCS)全桥脉宽调制(PWM)变换器的工作原理,引入变压器副边电压有效占空比的概念并考虑电路元件的寄生参数,在Buck变换器的PWM开关等效模型的基础上,建立了ZVZCS全桥软开关变换器的小信号等效模型,该方法通用于任何可以计算出有效占空比的全桥变换器.通过对小信号传递函数的幅频和相频特性...     

一种新型逆变器

提出了一种Buck Boost变换方式的逆变器,其基本控制思想是通过改变一个周期内的占空比,以改变单个双向Buck Boost变换器的输出电压。两个相位相差180°的双向Buck Boost变换器的输出电压相减即可得到较为理想的单相正弦波;三个相位相差120°的双向Buck Boost变换器可实现三相逆变。可采用SPWM控制功率管的关闭与导通,采用外环电压环,内环电流环的双环控制。仿真结果验证了所提出的正弦波逆变器的可行性和有效性。     

输入电流连续型Buck变换器拓扑关联问题探析

本文探析了输入电流连续型Buck变换器拓扑族之间的内在关联,建立了Buck变换器的统一数学模型,并深入分析和对比了各Buck变换器的控制和纹波特性等.本文有助于学生更加深入地理解不同形式的Buck变换器拓扑之间的内在联系及其特性,具有一定的教学指导意义.     

Buck变换器在Matlab/Simulink下的仿真研究

本文首先分析了Buck变换器的工作原理,推导出Buck变换器电路参数的计算公式;然后介绍了Buck变换器的控制技术及其特点;最后在Matlab/Simulink下建立仿真模型。仿真结果验证了提高开关管的频率,可使得输出电压更平稳。     

光伏并网系统DC/DC全桥软开关变换器的研究

为了提高高频隔离型光伏并网发电系统的效率,减小占空比丢失,消除整流二极管的寄生振荡,采用了无源钳位的ZVZCS变换器拓扑。详细分析了其工作原理及软开关技术实现条件,介绍了变换器关键参数的设计方法。通过matlab软件对该变换器进行了仿真分析,仿真结果表明了理论分析的正确性和参数设计的合理性。     

三相Buck型三电平AC/AC变换器

提出三相Buck型三电平AC/AC变换器的电路拓扑结构,研究其电路工作原理,并给出控制策略以实现输出电压和飞跨电容电压的联合控制。相比于两电平变换器,三相Buck型三电平AC/AC变换器的开关管数量加倍,并增加了3个飞跨电容,但各开关管的电压应力均降低为原来的1 2,故适用于高输入电压大功率应用场合。仿真结果证明了三相Buck型三电平AC/AC变换器及其控制策略的可行性和理论分析的准确性。     

Buck型变换器电路结构及其演化过程

文中论述了基于Buck型变换器的DC-DC、DC-AC、AC-DC和AC-AC变换器电路结构及其演化过程,给出了各类变换器的电路-拓扑实例和原理试验结果。理论分析和原理试验结果表明,Buck型变换器在中大容量的DC—DC、DC-AC、AC-DC和AC-AC电能变换中具有重要的应用价值。     

DC-DC Buck变换器中的混沌现象分析

DC-DC Buck变换器在满足一定条件时,随着开关的开合,会引起电路拓扑结构的变化,产生非线性系统的现象。本文在分析了电路的结构原理后,通过仿真更直观地观察到电路中的混沌现象,对不同的电压输入值产生的影响都做了详细的分析,为以后在Buck变换器设计中避免混沌现象的产生奠定了一定的理论基础。     

一种基于时间序列的CCM Buck变换器瞬态精确解析分析方法

本文提出了一种新的Buck开关变换器(连续导电模式)建模与分析方法.此方法对开关变换器的零状态响应和零输入响应分别建模,并针对开关电路响应延时性的规律,提出了时间序列表示形式,获得了变换器输出的瞬态精确解析解.这种解析解实现了变换器电容电压与电感电流的解耦表示;建立了变换器的输出电压与占空比的函数关系;可表示变换器的瞬...     

一种采用SCOVP技术的高频率稳定度Buck变换器

提出了一种采用单周期输出电压预测(SCOVP)技术的自适应导通时间(AOT)控制Buck变换器。该变换器可以在输入输出电压及负载变化时实现频率恒定,并可设置外部电阻使Buck变换器准确工作在高开关频率下。首先分析了传统AOT控制Buck变换器的开关频率产生漂移的原因,并提出了一种采用SCOVP技术的单脉冲计时器(OST)电路。其次通过单周期占空比预测输出电压信息,并根据预测的输出电压和负载电流补偿T_ON时间,实现了Buck的频率稳定。该变换器采用0.18μm BCD工艺进行电路设计。仿真结果表明,在2 MHz开关频率下,负载电流从1 A到5 A变化时,Buck变换器的最大频率变化Δf_SW仅13 kHz,负载平均频率变化Δf_SW/ΔILoad为3.24 kHz/A。同时,变换器频率设置准确度从88%提升到99.35%。     

混合动力船舶双向DC-DC变换器的研究与设计

针对全桥双向DC-DC变换器Buck和Boost两种模式参数设计要求不同的问题,提出了一种"占空比-变压器-电感"匹配设计法。对全桥双向DC-DC变换器的两种工作模式分别进行建模,设计了闭环控制系统,Buck模式的闭环控制系统保证了动力电池恒压充电;Boost模式的闭环控制系统保证了母线电压恒定。根据混合动力船舶的特点设计了双向DCDC变换器,仿真实验验证了所设计的双向DC-DC变换器控制系统和控制策略的正确性,保证了分别处于两种工作模式时输出端电压稳定。     

降压型DC-DC变换器中的自调节斜坡补偿电路设计

提出一种应用在降压型DC-DC变换器的自调节斜坡补偿电路。该电路通过动态判断系统占空比的变化,自动调节斜坡补偿量,同时用限流比较器代替误差电压箝位,从而消除了斜坡补偿对带载能力的影响。此电路基于0.18μm CMOS工艺,已应用于一款大电流DC-DC Buck型变换器,仿真和测试结果表明,系统具有良好的瞬态响应和较大的带载能力,当系统占空比在35%~85%变化时,该芯片的峰值电流变化量小于4.5%。     

降压型变换器的分叉及其混沌行为的研究

针对DC/DC开关变换器存在的非线性混沌现象,利用时间离散映射方法,导出了DC/DC Buck变换器的精确离散模型,研究DC/DC Buck变换器分叉和混沌现象动态演化过程。分析DC/DC Buck变换器的稳定性,最后通过仿真验证了系统的分叉和混沌行为。研究结果表明要使DC/DC Buck变换器工作于稳定状态,可以利用控制电压反馈系数的方法预防和消除分叉及混沌现象的发生。     

Buck变换器的幂次函数指数趋近律滑模算法研究

在指数趋近律的基础上,设计一种新型的幂次函数指数趋近律。利用幂次函数的智能特性,使轨迹的运动速度与轨迹和滑模面的距离相关联,实现自适应调节,克服了指数趋近律在穿越滑模面时的剧烈切换,抑制了抖振现象。将此幂次函数指数趋近律应用于Buck变换器,并给出具体的Matlab/Simulink仿真模块,仿真验证了此方法的有效性。     

专家系统PID在ZVZCS变换器中的应用

对移相全桥零电压零电流开关(Zero-Voltage and Zero-Current Switch,ZVZCS)变换器数学模型进行深入分析,提出用专家系统PID控制器实现对变换器开关管导通相序和占空比的改变。详细介绍了移相全桥ZVZCS变换器的拓扑结构、工作模态、小信号模型推导以及专家系统PID的设计规则,最后用Simulink仿真验证了算法的正确性和可行性,并对结果进行了分析讨论。     

一种改进型ZVT-PWM Buck变换器的设计

软开关技术是近年来电力电子学领域中的一个研究热点.采用软开关技术可以降低开关损耗,抑制开关产生的电磁干扰,因而有助于进一步提高开关频率、该文在分析典型Buck变换器的基础上,提出了一种改进型的ZVT-PWM Buck电路,对其拓扑结构、工作原理和电路特性等作了较深入的阐述.仿真结果证实改进型电路是可行和有效的,并提高了...     

低占空比高增益Δ源DC-DC变换器

本文在传统Δ源DC-DC变换器的基础上,提出了一种低占空比高增益Δ源DC-DC变换器（I?）。为了克服传统Δ源变换器的局限性,本文所提出的电路拓扑结构不仅具有传统Δ源阻抗网络良好的升压增益和降低成本的优点,而且可在较低的占空比下实现较高电压增益,占空比的选取范围不受匝数比的限制。同时,平均磁化电流和纹波磁化电流均低于传统Δ源变换器,从而降低了磁芯损耗,减小了磁芯尺寸。其输入电流连续化,电容器的电压应力也有所减小,从而减少软起动时励磁涌流对直流电源的损害。通过对电路的拓扑结构和工作原理进行分析,详细推导了其电压增益的数学表达式。并通过仿真和实验验证了该电路拓扑的合理性和可靠性。