Boost型变换器电路结构及其演化

文章论述了基于Boost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结构和拓扑实例、仿真与原理试验结果。理论分析、仿真和原理试验结果表明,Boost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。     

单相软开关交流链路BUCK-BOOST变换器的应用研究

软开关交流链路BUCK-BOOST变换器具有紧凑性,可靠性高,寿命长特点。该变换器在本质上是DC-DCBUCKBOOST变换器的延伸,不同于传统BUCK-BOOST变换器,该变换器具有交变电感电流,且所有开关零电压开通和软关断,在高频交流链路中可使用单相高频变压器实现电气隔离。这种新型变换器在三相AC-AC、AC-DC、DC-AC电路上已得到成功应用。本文详细研究该变换器在直流到单相交流的应用,并提出两种电路结构配置方法。     

基于PSpice的Buck变换器仿真教学研究

作为一种基本的DC/DC降压式变换电路,Buck变换器被广泛应用于电机的无级变速与控制。本文基于PSpice软件,对Buck变换器进行参数仿真、对其功耗分析和吸收电路设计方面进行电路仿真。形象化的教学,可以直观观察分析Buck变换器元器件参数的选取对电路性能的影响,为实际Buck变换器设计与研发提供可靠依据。     

Buck型变换器的线性化小信号补偿前馈控制

为减小由输入电源扰动引起的输出电压工频纹波,改善DC/DC变换器动态性能,根据平均变量建模思想,为电压型PWM控制的Buck型变换器建立连续导电工作模式（CCM）下统一的平均变量等效电路。分析等效电路并根据前馈控制的不变性原理提出Buck型变换器针对输入电压扰动的线性化小信号补偿前馈控制原理及实现方法,采用该方法的Buck型变换器可快速补偿输入电压扰动,加快变换器在输入电压扰动时的动态调节过程,显著减小输出电压中包括工频在内的低频纹波,改善变换器的动态性能。仿真研究结果验证了文中线性化小信号补偿前馈控制原理、方法及其分析的正确性。     

PWM型DC/DC开关变换器的自抗扰控制策略

文章介绍了自抗扰控制器的原理和结构。结合开关变换器脉动和非线性的特点，介绍了自抗扰控制器在DC—DC开关变换器中的应用；并对具体的Buck电路进行了建模、仿真和实验，结果验证了控制策略的优良性。     

电路EMC设计与元器件的选取(三)

(上接2007年第5期109页) 1.4开关电源变换器的EMC设计 开关电源变换技术包括AC-DC变换(比如离线直流电源)、DC-DC变换(比如多种直流电压输出的电源)和DC-AC变换(比如逆变器).一个主电源供电的逆变器(比如异步电动机的变速驱动,或者低压照明设备的电子变压器)包含一个AC-DC变换器和-个DC-AC变换器.     

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。     

基于DC/DC变换的新型逆变电路研究

介绍了近年来出现的基于DC/DC变换的新型逆变电路,并以基于Buck变换的单变换器逆变电路和双变换器组合式逆变电路为主要对象进行了深入的理论研究和实验论证,在此基础上分析总结了研究对象的特点。     

高稳定性Buck型DC/DC变换器设计

提出了一种基于模拟反馈的高稳定性Buck型DC/DC变换器的结构,使得电路在输入电压和负载变化时,具有输出电压稳定,波动范围和纹波小的特点.根据基于UMC 0.18μm工艺下的模型参数,使用Hspice对整个变换器进行仿真,给出了仿真结果表明电路设计的正确性.     

并联Buck变换器的均流控制技术

在并联多相DC/DC变换器中,各模块承受的电流应自动平衡。DC/DC变换器的并联均流是需要解决的关键问题。文中采用基于主从控制的并联Buck变换器为研究对象,通过仿真验证了均流控制技术能使电路具有良好的动态响应。考虑到实际应用中电路开关管会因长期工作在温度较高的情况下而降低使用寿命,采用加入温度控制的均流控制技术,从而达到了温度控制的效果。     

基于简单拓扑的单相交流降压变换器研究

分析了一种新型单相交流降压变换器AC_Buck,该变换器由简单的DC-DC电路Buck衍化而来,仅使用两个功率开关,结构简单,控制简便,可实现交流-交流直接降压变换。文中对该变换器的工作原理进行了详细分析,针对电路存在的功率管换流的关键问题,提出了采用RCD换流电路的解决方案,并对该方案进行了详细分析。通过仿真验证了采用RCD换流电路的AC_Buck变换器的可行性。     

一种新的应用于降压式DC-DC变换器电流采样电路的设计

在分析了传统的应用于大负载电流降压式DC-DC变换器电流采样电路主要缺点的基础上,提出一种新的应用于降压式DC-DC变换器的电流采样电路。该方法通过一个电阻电容网络来消除电感寄生电阻的影响,并利用开关电容积分器来实现降压式DC-DC变换器的电流采样,在Chartered 0.35μm CMOS工艺下实现该电路并流片验证。最终的测试结果显示,提出的电流采样电路实现了对降压式DC-DC变换器精确的电流采样。     

降压型转换器的下功率管过流保护电路设计

基于降压型DC-DC转换器结构,设计了一个在下功率管导通时预防过流情况发生的保护电路。首先阐述了下功率管过流保护电路设计的必要性,并从降压型DC-DC的电路原理上分析了针对下功率管的过流保护机制。接着详细介绍了该电路的工作原理和实现方式,在此基础上重点论述了一个运用在保护电路中的结构简单、检测准确的采样电路的设计。利用CSMC0.6μmBCD工艺,对该过流保护电路进行了仿真,在设置的仿真条件下,电路的采样误差不超过10%,响应时间约为280ns。仿真结果显示,整个电路设计具有响应快速、保护范围可灵活设置等特点。     

Power electronic converter technology

The present state of the art in DC-DC, AC-DC, DC-AC, and AC-AC converter technology is presented along with their typical areas of applications. Advances made in the last decade that are finding use in industrial, commercial, and military applications are emphasized. Soft switching, in which power device switching stresses are reduced due to circuit resonances, has dominated DC-DC power conversion and some high-performance DC-AC power conversion. In the higher voltage and higher power areas, the invention and improvements of gate turnoff thyristors (GTOs), insulated gate bipolar transistors (IGBTs), and integrated gate-commutated thyristors (IGCTs) have led to other unique topologies to take advantage of these devices     

电压模式 Buck变换器典型工作状态分析

电压控制型Buck变换器是典型的非线性电路系统。根据DC-DC Buck变换器的工作特性,建立了研究其非线性现象的仿真模型,分析了Buck变换器的分岔稳定性和混沌化特性,揭示了以输入电压和电感作为分叉参数的混沌现象及系统输出特性;从时域角度分析参考电压波形与输出电压波形交点的变化对变换器工作状态的影响,在相图中得到系统由稳定到混沌的演化过程,并验证了该模型的合理性和可行性。该研究方法也为其他模式DC-DC变换器的分岔与混沌现象提供理论和实验基础。     

单极变换技术在通信电源中的应用

介绍一种新的实现三相有源功率因数校正电路一单极变换电路，本介绍的单级变换电路具有功率因数校正与DC／DC变换两个电路的功能，该主电路的特点是结构简单，工作可靠。     

Simple topologies of PWM AC-AC converters

This letter proposes a new family of simple topologies of PWM AC-AC converters with minimal switches. With extension from the basic DC-DC converters, a series of AC-AC converters such as buck, boost, buck-boost, Cuk, and isolated converters are obtained. By PWM duty ratio control, they become a "solid-state transformer" with a continuously variable turns ratio. All the proposed AC-AC converters in this paper employ only two switches. Compared to the existing circuits that use six switches or more, they can reduce cost and improve reliability. The operating principle and control method of the proposed topologies are presented. Analysis and simulation results are given using the Cuk AC-AC converter as an example. The analysis can be easily extended to other converters of the proposed family.     

DC-DC buck变换器的混沌现象分析及其控制

作为典型的分段光滑系统,DC-DC变换器中会出现诸多复杂的非线性现象,如分岔与混沌。文中从系统传递能量的角度分析了电压反馈型DC-DC buck变换器中混沌产生的机理,指出系统能量的增加是使系统产生混沌的主要原因。在此基础上,提出了一种采用以电感电流为控制变量的脉冲反馈控制器,实现了对电压反馈型DC-DC buck变换器混沌现象的控制。最终通过理论分析、数值计算及电路仿真证实了该方法的正确性及有效性。上述研究结果有助于加深对电路系统动力学特性的认识与理解,对优化系统参数、提高系统性能具有理论和实用价值。     

Adaptive piezoelectric energy harvesting circuit for wireless remote power supply

This paper describes an approach to harvesting electrical energy from a mechanically excited piezoelectric element. A vibrating piezoelectric device differs from a typical electrical power source in that it has a capacitive rather than inductive source impedance, and may be driven by mechanical vibrations of varying amplitude. An analytical expression for the optimal power flow from a rectified piezoelectric device is derived, and an "energy harvesting" circuit is proposed which can achieve this optimal power flow. The harvesting circuit consists of an AC-DC rectifier with an output capacitor, an electrochemical battery, and a switch-mode DC-DC converter that controls the energy flow into the battery. An adaptive control technique for the DC-DC converter is used to continuously implement the optimal power transfer theory and maximize the power stored by the battery. Experimental results reveal that use of the adaptive DC-DC converter increases power transfer by over 400% as compared to when the DC-DC converter is not used.