用于电动汽车的交错并联软开关双向DC/DC变换器

双向DC/DC变换器作为电动汽车能量控制的关键性元件,是复合电源储能系统中不可或缺的重要部件之一.鉴于不同的双向DC/DC变换器拓扑结构的选择能够影响其成本的高低、性能的好坏,以电压、电流应力最小的双向半桥变换器为基础,采用不添增额外半导体器件的软开关技术,有效的减小器件的开关损耗,并选取两相交错式拓扑结构来弥补输出电压、电流纹波大的缺点.在双向DC/DC变换器中采用两个电流内环并共用一个电压外环的控制策略,通过仿真实验验证了该变换器能够实现对能量双向流动的稳定控制,具有零电压、零电流开关,输出电压、电流纹波小的优点.     

一种高效隔离的双向DC/DC变换器

面对全球环境急剧变化、能源紧张、节能减排压力的不断上升,具有效率高、体积小、动态性能好、成本低等优势的双向DC/DC变换器的技术需求日益增多.文章在分析传统隔离式双向DC/DC变换器各种拓扑的优缺点的基础上,提出了一种具有隔离、高效、高功率密度的LLC谐振式双向DC/DC变换器的对称拓扑结构.通过研究LLC谐振电路参数的计算方法,设计了300 W,336/24 V的双向DC/DC变换器样机模型,并在Cadence Pspice环境下,建立了相应的等效电路模型,从空载到满载全范围工作状态下,仿真实现了谐振侧开关管零电压开关(ZVS)和整流侧整流二极管零电流开关(ZCS),减小了损耗,提高了效率,降低了电磁干扰(EMI),验证了双向DC/DC变换器对称拓扑结构及其谐振电路参数计算方法的正确性.     

交错式三电平低纹波双向DC/DC变换器

为使双向DC/DC变换器以适合的电感值达到输入输出电流纹波小、输出电压纹波小的安全需求,提出一种交错式三电平低纹波双向DC/DC变换器,该变换器适用于一些极端变换或者高电压变换的场合,如光伏发电系统、不间断电源和分布式发电等场合。详细叙述了该交错式三电平低纹波双向DC/DC变换器的工作原理,分析了稳定状态下变换器的输出电压,电流纹波,输出电压纹波及开关管承受电压应力,并得到主要工作波形。波形图和分析结果表明,该变换器采用交错对称式电路结构,具有输入输出电流连续,输出电压纹波小,开关管电压应力低,输出电压范围大及输出三电平的优势。     

用于能量获取的低压输入DC/DC转换器

提出了一种低压输入能量获取DC/DC转换器,可在输入电压低至25 mV的情况下工作.为适应不同的应用系统需要,该电源管理系统提供4种不同的电源输出,为各种应用提供最佳电压设计,以适应低功耗设计要求;在输入电压不存在的情况下储能电容可对系统进行供电,延长了系统寿命并拓展了应用.在0.18 μm CMOS工艺下,300 μA负载电流下效率达到64%.该设计为无线检测和数据采集应用提供了完整电源管理解决方案.     

矩阵式AC/DC变换器研究

对三相/三相矩阵变换器进行变换,得到一种衍生的AC/DC变换器拓扑。采用电流型空间矢量调制策略,推导出在该调制策略下的输出电压的表达式。通过在拓扑中加入一个谐振电感和隔直电容,使得双向开关器件可以实现软开关换流,并详细分析了换流过程。将控制算法建立在以电源电压矢量定向的dq同步旋转坐标系中,改变调制矢量实现功率因数调节。仿真结果验证了理论和控制方案的正确性和可行性。     

用于多电压等级直流互联的高压大容量DC/DC变换器需求分析

随着新能源发电的大规模汇集和电网规模的不断扩大，HVDC输电的容量不断增加，将不同电压等级的直流系统进行互联将成为直流电网未来发展的必然趋势。DC/DC变换器在多电压等级互联中起着关键性的作用。首先总结了已有高压大容量DC/DC变换器的特点并进行了分类和不同方面的对比；接着在此基础上对适用于不同电源类型、不同接地方式下的DC/DC变换器展开了探讨，并提出了适宜的拓扑类型；最后对应用于多电压等级互联下的DC/DC变换器从潮流控制、不同运行方式两个方面展开了需求分析。文章所述内容可以为多电压等级直流互联用DC/DC变换器的理论研究和工程化应用提供一定的技术参考。     

三重交错并联DC/DC变换器设计

DC/DC变换器是复合电源电动汽车的重要组成部分之一,为了提高DC/DC变换器的功率密度,DC/DC变换器正在向高频化发展,研究在单相DC/DC变换器的基础上,设计了一种三重交错并联DC/DC变换器,可以提高系统的开关频率、降低纹波电压,从而减小滤波器的体积、提高功率密度.最后通过Simulink进仿真分析,结果表明:三重交错并联DC/DC变换器的纹波电压明显小于单相DC/DC变换器,有利于功率密度的提高.     

一种单片高效开关DC/DC转换器的设计与实现

提出了一种针对便携式电子产品的高效单片开关DC/DC转换器.采用固定关断时间PWM控制方式代替传统的固定频率PWM控制方式,转换器的开关频率和开关电流损耗随输入电压减小而降低,弱化了转换效率随电池电压下降而降低的趋势;除一般PWM/PFM供电模式外,该转换器增设了LDO供电模式以降低转换器的最小输入电压,提高了电池使用效率;另外,该转换器采用既能消除开关管与同步整流管瞬通电流损耗、又能消除其驱动缓冲级瞬通电流损耗的"嵌套"死区缓冲器.仿真结果表明,该转换器转换效率高达95%.转换芯片以0.5μm2P3M Mixed Signal CMOS工艺流片,实测效率达91%.     

软开关DC/DC变换器的研究及PH型变换器

简述了软开关变换的4个特征.以实用性、代表性的软开关DC/DC PH型变换电源为例,较为详细地阐述了它的工作原理,其中有产生ZVS的条件公式、基本典型电路图、工作时间波形图;结合工作模型分析了波形图中各个时间的对应关系;指出了软开关DC/DC变换器在实际应用中存在的8个问题;简述了今后软开关变换的发展和研究方向.     

CLLC型三电平双向DC/DC变换器混合控制策略

CLLC型三电平双向DC/DC变换器采用变频移相混合控制策略。该控制策略结合变频控制与移相控制的优点,让变换器输出电压在宽泛范围内进行高效率的工作,且在不需要辅助电路下实现开关管和整流管的软开关。作者对CLLC型三电平双向DC/DC变换器变频、移相控制工作原理进行分析,分析软开关条件,计算工作区域,划分变频、移相工作范围,最后在MATLAB/Simulink平台上搭建仿真模型,仿真结果显示:输入电压范围宽,具有良好软开关特性。     

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.     

一种新型双向DC/DC变换器增益分析

针对轨道交通节能改造的需求,为克服双向DC/DC变换器增益不高的缺点,提出了一种新型的双向DC/DC变换器拓扑,该变换器利用了一个耦合电感作为双向磁性开关来控制能量的储存和释放、提高变换器的增益.分析了影响该变换器增益的因素,推导了该变换器的增益公式,并通过Matlab仿真和制作一台50W的样机进行了原理验证,实验结果表明：变换器工作在Boost状态（功率25W）时增益达到8倍,Buck状态（功率42W）时为0.2倍的增益.因此该电路拓扑可应用于高增益的场合.     

基于DC/DC变换技术的可连续调压功率开关电源

介绍一种用DC／DC变换器构成的功率开关稳压电源。该电源在输出大电流条件下,能做到输出直流电压大范围连续可调,同时保持良好的PWM稳压调节运行,具有高调节精度的稳压效果。     

组合型DC/DC变换器控制策略研究

为了提高变换器输出功率,实现开关管的ZVS,根据两组以上变换器交错并联的电路拓扑,提出了一种带辅助网络的两路交错并联DC/DC变换器的控制策略.该控制策略可以实现变换器次级电压的交错,使得滞后桥臂利用另一全桥变换器产生的交错电流实现ZVS.最后运用Saber软件进行了仿真和实验,实验结果验证了该控制策略的正确性.这对大功率开关电源的研究具有实际指导意义.     

Single-stage active clamp power factor correction AC/DC converter

A simple single-stage AC/DC converter circuit with active clamp is presented. The operation theory and state are analyzed. The experimental results show that the voltage across main switch can be clamped to a certain value,and zero voltage switching (ZVS) can be achieved. The voltage stress and switching loss are both decreased. In range of the whole load,power factors can be always more than 97%,and the highest efficiency can reach 88%.     

基于微功耗同步DC／DC转换器的WSN节点电源模块设计

介绍了一种无线传感器网络节点的电源管理模块．该模块可以针对锂电池的宽电压输入进行DC／DC转换,采用同步降压一升压转换结构,实现额定电压输出．分析节点不同模块的工作特性,采用不同的微功耗同步降压-升压DC／DC转换器进行设计,并给出了具体的元器件选型方案．经实验测试和实际应用,该模块的转换效率可达85％以上,有效地提高电池的使用效率和节点能量利用率．特别是该模块符合便携式设备的需要,利于该模块与其他产品的结合,具有良好的通用性和扩展性．     

新型全桥半波零电流PWM DC/DC变换电路

提出了一种全桥半波零电流ＰＷＭＤＣ／ＤＣ变换电路。该电路可实现所有功率开管在全负载范围内的恒频,零电流ＰＷＭ软开关。并初步分析了电路的工作原理,仿真结果和在５ｋＷ／１００ｋＨｚ开关电源中的成功应用,证明了该电路的先进性和实用性。     

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。     

DC/DC变换器并联均流技术

开关电源多模块并联系统发挥了分布式电源供电大容量、高效率和低成本等优势,同时提高了整个电源系统的可靠性,实现平均分配各模块负载电流的并联均流技术是开关电源模块并联的关键技术之一。常用DC/DC并联均流技术有无源法与有源法,有源法依据输出电压调节方式和均流母线产生方式不同而有多种组合控制方法。对目前电源并联均流技术原理、主要均流方法进行分析,综述无主模块均流控制和无均流线控制等新型均流策略,指出并联均流技术朝着智能化、数字化方向发展的趋势。