一种用于低压Boost型DC-DC转换器的启动电路

提出了一种适用于低输入电压Boost型DC-DC转换器的启动电路．该电路先通过开环工作使DC-DC芯片启动,再采用从输出端取电方式来提供电源让芯片正常工作,它的最小启动电压可达1.5V,电源引脚工作电流极小．此电路已在UMC 0.6μm BCD工艺线上投片验证,测试结果表明芯片可以在大于或等于1.5V的输入电压下进行启动并正常工作,电源引脚静态电流仅为18μA,在1.5V转7V的应用条件下,电感峰值电流达2A．     

电流滞环式单相有源功率因数校正电路的研究

传统AC-DC变换器的广泛应用对电网产生了大量的谐波污染.有源功率因数校正技术(APFC)是抑制谐波电流、提高功率因数的有效方法.论述了单相功率因数校正APFC的原理和方法,通过对Boost型滞环控制的DC-DC变换器采用Matlab进行仿真,获得最后校正的功率因数结果,说明这种PFC方案的确能获得良好的效果,适用于多种场合.     

基于LCL谐振型双有源桥的三端口DC-DC变换器及其解耦控制

为了降低集成式三端口DC-DC变换器多功率路径的控制环路间的耦合程度、优化动态性能,将双Buck/Boost与LCL谐振型双有源桥通过共用原边全桥开关单元集成到一起,提出新型三端口DC-DC变换器及其解耦控制方法. 该变换器实现了开关器件的复用,提高了功率密度;采用PWM+双移相控制,可以实现3个端口间传输功率的灵活控制;利用LCL谐振特性实现基波功率因数为1的功率传递. 本研究分析该变换器的工作原理、控制方式与谐波特性,并且根据基波分析法提出简单、有效的解耦控制方法,可以有效降低多功率路径间的耦合程度,提高系统动态响应能力;搭建400 W的实验样机,进行控制方式对比试验、典型工作模式切换试验、解耦控制对比试验,验证该变换器的可行性及所提解耦控制策略的解耦效果.     

Simulation of multiphase boost DC-DC converter with the stable control strategy

The multiphase boost DC-DC converter with stable control strategy is presented. Multi- phase boost DC-DC converter is designed for high voltage and high power applications, and could be achieved by the adjustment of voltage doubler rectifiers on the secondary side of high frequency transformers. The stable control strategy for three phase boost DC-DC converter has been utilized during simulation in this study and this strategy can be extend to N-number of phases. The stable control strategy consists of only three voltage loops, which are sufficient for appropriate and efficient operation of three phase boost DC-DC converter. With the stable control strategy, the equal power balance sharing can be obtained between input and output. The stability of control strategy has been evaluated by simulating the multiphase boost DC-DC converter for the same and mismatch turn ratios of high frequency transformers. The simulation result is good and the objective of the strategy is a- chieved.     

低功耗无损电流检测技术的分析与设计

通过分析DC-DC电流模开关电源的结构,提出了一种新颖的低功耗无损电流检测技术,降低了开关电源的静态功耗。该技术实现了"虚拟"的无损电流检测电阻和一个低功耗高灵敏度的电流检测放大器。通过降低电流检测电路的功耗,优化了电流模开关电源控制环路的功耗,从而实现了静态功耗的最小化。基于无损电流检测技术设计,开关电源的静态功耗为61.22 mW,为典型情况的57.5%。     

DC-DC变换器显式模型预测控制

采用v分解方法建立了DC-DC变换器的离散时间混杂模型,并将其转换为分段仿射(PWA)形式,把DC-DC变换器的控制问题转化为分段仿射系统的约束优化控制问题。针对带状态和输入约束的离散时间分段仿射系统动态变化快的特点,应用显式模型预测控制方法,并基于多参数二次规划算法得到了关于状态变量的分段线性显式最优控制律,从而进一步得到DC-DC变换器显式模型预测控制系统。数值仿真计算表明:DC-DC变换器的显式模型预测控制是有效的,系统控制的动态性能是优越的。     

超级电容储能系统中双向DC-DC 变换器控制策略研究

城市轨道交通站间距较短、运行密度大,列车需要频繁的启动和制动,列车在启动时需要大量能量,导致直流牵引网电压下降;列车在再生制动时产生大量能量,导致直流牵引网电压升高,严重时还会使再生制动失效。针对这一问题,提出将双向DC-DC变换器应用于超级电容储能系统中,并设计了电压外环、电流内环的双PI控制策略。利用Matlab/Simulink搭建了双向DC-DC变换器和超级电容储能系统的仿真模型,分析了双向DC-DC变换器在Buck模式、Boost模式下的运行情况以及电压外环、电流内环的双PI控制策略的控制效果。仿真结果验证了双向DC-DC变换器能够实现能量的双向传输和控制策略的有效性。     

傅里叶描述符法提取DC-DC变换器信号特征值

对DC-DC变换器进行有效的反馈控制,避免进入混沌态的前提是能根据变换器输出信号的特性,对变换器的工作行为做出正确的判断,并采取相应的控制措施。该文以PWM型BUCK变换器为研究对象,对其在不同电路参数下的输出信号进行分析研究,提出并证明用傅里叶描述符法提取输出信号特征值来作为判断变换器工作行为的依据。为实现用神经网络对变换器工作行为进行智能化监控奠定了基础。     

基于DSP的特定消谐变频器的设计方法研究

在分析特定消谐PWM技术基本原理的基础上,设计了一种基于DSP和特定消谐PWM技术的单相双极性变频器.只需一组特定消谐开关角数据就能实现较宽频带的变频功能.样机实验结果表明,变频输出谐波含量少、开关损耗小、效率高,同时外围电路简单、自动生成死区、可靠性高、实时性好、应用范围广.     

基于LTCC技术的DC-DC变换器基板设计

为满足当代电子系统的要求,DC-DC变换器需要具有小型化、轻型化以及高的可靠性的特点。该文在低温共烧陶瓷（LTCC）工艺的基础上,设计了一款内埋置电感的DC-DC压降变换器的电路基板。利用Ansoft Maxwell对功率电感进行建模和仿真,对气隙层如何影响电感直流特性进行了研究;对整个变换器的输入、输出回路以及反馈电路进行设计。最后,得到了一款尺寸为20 mm×15 mm×1 mm,饱和电流大于2 A的LTCC电路基板。     

局部阴影条件下基于MMC换流器的光伏并网

提出了局部阴影条件下基于模块化多电平(MMC)的光伏并网系统,并设计了该系统的控制策略。光伏阵列经DC-DC变换电路调节后并入电压源型换流器,构成子模块PSM,子模块PSM和电抗器串联组成MMC。控制系统包括启停控制、最大功率点控制以及并网控制。启停控制,在能量反馈阶段采用直流电压控制策略,在电容放电阶段采用三相同时放电策略;最大功率点跟踪控制采用扰动观测法。利用Matlab/Simulink对光伏并网系统进行仿真,仿真结果表明:该系统能提高太阳能利用率,降低并网输出波形的谐波含量,实现功率独立控制。     

滑模控制器控制降压型直流-直流转换器

针对脉冲宽度调制器控制降压型直流-直流（DC-DC）变换器采用常规的比例积分微分（PID）控制方法存在抖动和延迟等问题,提出一种基于滑模修正PID控制策略的DC-DC变换器实现方法.在分析滑模控制理论的基础上,利用线性矩阵等式方法来建立DC-DC转换器的状态空间数学模型,设计滑模PID控制器,构造全局滑模面调整PID控制器输出参数,并用李雅普诺夫函数验证了滑模PID控制器的可靠性.在电感电流连续工作模式下,用不确定性负载的线性平均模型进行了仿真.结果显示：证明所提出的滑模PID控制器不但提高系统对不确定负载的适应性,而且增强了系统在大信号扰动时的鲁棒性,使转换器输出电压有优越的鲁棒性及良好控制性能.     

变压器串并联LLC+Buck级联DC-DC变换器的均流特性

研究适用于高压/宽电压范围输入、低压/大电流输出应用场合的高功率密度/大功率级联DC-DC变换器拓扑,采用两级结构.前级为定频/开环工作的变压器串-并联结构的LLC谐振变换器,后级为闭环工作的交错并联Buck电路.分析在前级LLC变压器励磁电感与匝比以及后级Buck占空比等参数不一致的情况下,级联DC-DC变换器工作在3种不同的工作模式,研究该变换器在不同工作模式下均能取得较好的均流特性.通过电路仿真与1 kW全砖实验样机,验证了该级联变换器拓扑结构具有良好的自动均流特性,适合应用于高功率密度/大功率DC-DC电能变换场合.     

Input-parallel output-parallel configuration of boost half bridge DC-DC converter with control strategy

The concept of connecting two boost half bridge DC-DC converter modules in input-paral- lel output-parallel configuration is presented. The input-parallel-output-parallel （IPOP） converter consists of multiple boost half bridge （BHB） DC-DC converter modules which are connected in par- allel at the input and output side. This kind of converter is an attractive solution for high power ap- plications. The correlation between input current sharing （ICS） and output current sharing （OCS） of the IPOP converter basic modules is described. Two loop control strategies, consisting of input cur- rent loop and output voltage loop, have been developed to achieve equal ICS and OCS in this present work. The control strategy for the IPOP configuration of boost haft bridge DC-DC converter has been verified for different load conditions （half load and full load）, The IPOP system proposed here is comprising of two modules but it can be extended to three or more. The performance of the pro- posed system along with the control strategy is verified by simulation in MATLAB using Simpower tool. Finally the satisfactory simulation results are obtained.     

Comprehensive predictive control of neutral-point voltage balancing for back-to-back three-level NPC converters

A comprehensive predictive strategy was proposed for the neutral-point balancing control of back-to-back three-level converters. The phase currents at both sides and the DC-link capacitor voltages were measured for the prediction of the neutral-point current. A quality function was found to balance the neutral-point, and a metabolic on-times distribution factor was used as a predicator to minimize the quality function at each switching state. Simulation results show that the proposed method produces smaller ripples in tested signals compared with the established one, namely, 9.15% less in a total harmonic distortion（THD） of line-to-line voltage, 1.08% less in the THD of phase current, and 0.9 V less in the ripple of the neutral-point voltage. The obtained experimental results show that the main harmonics of the line-to-line voltage and the phase current in the proposed method are improved by 10 d B and 6 d B, respectively, and the ripple of neutral-point voltage is halved compared to the established one.     

基于0.5μm CMOS工艺的BOOST变换器设计

针对便携式通信设备对DC-DC变换器的输出电压纹波和效率要求较高的问题,提出了一种同步整流模式的BOOST型DC-DC变换器电路,以提高芯片的转换效率。该设计采用CSMC（Central Semiconductor Man-ufacturing Corporation）0.5μm CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）工艺,并利用0.5μm双层多晶硅三层金属的CMOS工艺实现了电路的版图绘制。仿真结果证明,变换器能稳定输出电压,并具有较小的电压纹波和较高的转换效率等优点。     

一种新的零电压零电流开关的直流-直流变流器

提出了一种新的零电压和零电流开关(ZVZCS)直流-直流变流器。此变流器采用一个原边辅助型变压器进行隔离,结构简单,仅使用一个辅助变压器和两个二极管来获得超前桥臂零电流开关(ZCS);辅助变压器的额定容量约为主变压器的10%。此变流器具有良好的负载电流控制能力,可使因电路的不对称性或瞬态现象而产生的磁饱和的可能性大大降低。这是采用变压器隔离的直流-直流变流器的一个十分重要的特色。该变流器的性能通过一个实验原型线路的测试得到了验证。     

Z源直流变换器电感电流断续工作模式分析

Z源变换器具有新型的拓扑结构,在输入直流电源和输出变换器之间采用独特的Z源网络进行连接,以获得更好的升/降压效果.在电感电流断续条件下,对Z源直流变换器的工作状态进行了详细分析,利用稳态条件下电感平均电流为零的条件推导出Z源直流变换器的升压比,进一步分析出临界电感的计算公式,并通过仿真验证了理论分析的正确性.     

Input series output parallel based multi-modular boost half bridge DC-DC converter with a dynamic control scheme

Multi-modular system plays an important role in power system architecture because low voltage and low power converters can be connected in any combination parallel or series at input/ output side in order to obtained any given power system specifications. Multi-modular boost haft bridge DC-DC converter in the configuration of input series output parallel has been investigated in this paper. The boost half bridge DC-DC converters are connected in input series output parallel con- figuration in order to achieve equal input voltage sharing and output current sharing between the con- verters. This can be achieved with the help of dynamic control scheme which consists of two loops, a voltage loop and a current loop, for each module. Dynamic behavior of multi-modular converter configuration has been observe by varying the load condition. Moreover, the results obtained through multi-modular converter describe that the system has good dynamic and steady state response. Al- though two converter modules are focused in this paper but it can be modified to any number of modules.     

基于特定谐波消除的矩阵变换器性能优化方法

针对矩阵变换器输入LC滤波器容易引起输入电流谐振的问题,选择输入侧谐振点附近的特定谐波作为抑制对象,提出基于特定谐波消除的输入滤波器参数优化与谐振抑制方法,以提升输入性能.分析输入LC滤波器及常规谐振抑制方法的工作原理,采用多个约束条件对滤波参数进行最优设计,以谐振点附近特定谐波的抑制效果作为阻尼电阻的选择依据,给出具体的优化设计步骤.将特定谐波消除的思想引入主动谐振抑制方法中,提出采用陷波滤波器采集滤波电容中特定谐波量反馈到控制回路的策略.搭建基于Matlab/Simulink的仿真模型,仿真实验表明,利用所提的输入滤波器参数优化方法和主动谐振抑制方法,使得输入电流总谐波畸变率分别下降了98.5%和99.3%.抑制处理后的系统具有良好的稳定性.