同步整流技术及其在DC／DC变换器中的应用

同步整流技术是采用通态电阻极低的功率MOSFET来取代整流二极管，因此能大大降低整流器的损耗，提高DC／DC变换器的效率，满足低压、大电流整流的需要。首先介绍了同步整流的基本原理，然后重点阐述同步整流式DC／DC电源变换器的设计。     

同步整流技术应用于零电流DC/DC变换器的可行性研究

本文简述了零电流DC/DC变换器中的电流电压函数关系和基本原理,深入讨论了同步整流技术应用于零电流DC/DC变换器存在的困难,以及实现的可行性,提出了初步的解决方案。     

低电压大电流同步整流器拓扑综述

低电压大电流输出是今后DC/DC变换器的一个发展趋势,如何选择适当的电路拓扑成为DC/DC变换器设计的首要难点,同时采用同步整流技术结合交错并联的工作方式来提高变换器性能也已成为DC/DC变换器设计核心内容。结合最新的研究成果,介绍了相关技术并深入阐述了适合低电压大电流同步整流器各个拓扑的工作原理以及各个电路拓扑的性能优缺点。     

基于移相全桥的同步整流DC/DC变换器设计

本文详细分析了基于移相全桥的同步整流DC/DC变换器工作原理,结合软开关的实现对其中主要元器件进行了设计和选型,采用Matlab建模对变换器仿真研究,最后通过采用TMS320F28335芯片对变换器驱动信号和控制程序进行了软件设计。样机实验结果表明,成功实现了软开关和同步整流,减少了变换器的开关损耗和开通损耗,符合设计要求。     

基于FPGA控制的数字双向DC/DC变换器研究

本文参考国内外双向DC/DC变换器研究文献,设计并搭建了一套基于现场可编程逻辑器件(FPGA)的双向DC/DC变换器装置,整个系统采用交错并联的同步整流Buck-Boost电路作为主电路结构,以FPGA外扩ADC作为控制系统的主要芯片,搭建了数字控制系统平台,分析了数字PWM控制器各个部分的功能及具体实现,在此基础上研究双向DC/DC变换器数字控制技术,比较数字化控制相对模拟控制的优点以及控制系统数字化中遇到的问题及其解决方案。     

一种新颖的单绕组自驱动同步整流方案的研究

对低压／大电流输出DC／DC变换器，提出了一种新颖的单绕组自驱动同步整流(SR)方案。该方案无需复杂的逻辑控制电路，即能实现同步整流管的自驱动。与传统自驱动方案相比，该方案解决了主变绕组电压为零时段副边同步整流管不能同时导通的问题，拓宽了自驱动同步整流的应用拓扑范围，特别适用于变压器对称工作的低压／大电流输出DC／DC变换器。基于该方案制作的2．5V输出对称半桥变换器原理样机验征了分析和设计的正确性。     

隔离式低压／大电流输出DC／DC变换器中几种副边整流电路的比较

对辐边倍流整流拓扑的工作原理进行了详细分析,在此基础之上对副边半波整流、全波整流、倍流整流三种整流方式进行了对比,指出各自的优缺点,得出结合磁集成技术的同步整流倍流整流拓扑特别适用于隔离式低压／大电流输出的DC／DC变换器。     

基于同步整流技术的全数字双向DC/DC变换器的研制

提出了一种新颖的双向DC/DC变换器。该变换器采用全数字控制,并应用同步整流技术,使得整个设计具有高效率、高控制性能、能量可双向流动等特点,该变换器的控制核心为PHILIPS公司的基于ARM7内核的LPC2119微控制器。介绍了系统的基本构成,分析了电路的工作原理,并给出了最终的实验结果。     

一种用于轻度混合动力汽车的高效双向DC/DC的研制

首先分析了"12+48 V"轻混系统的优势以及该系统中的重要部件,48/12 V双向DC/DC变换器,随后对该双向DC/DC变换器的研制进行了分析。提出了一种应用同步整流技术、结构简单、系统成本低、控制方法简单的主电路拓扑结构,并详细分析了电路的工作原理。选用了凌力尔特公司新开发的双向DC/DC控制芯片LTC3871,结合外部电路设计,完成了一款高效双向DC/DC变换器的研究与制作,最后给出了制作的实物及实物测试波形。     

基于微控制器的全数字双向DC／DC变换器的研制

提出了一种新颖的双向DC/DC变换器。该变换器采用全数字控制,并应用同步整流技术,使得整个设计具有高效率、高控制性能、能量可双向流动等特点。该变换器的控制核心为PHILIPS公司出品的基于ARM7内核的LPC2119微控制器。介绍了系统的基本构成,分析了电路的工作原理和主要元器件的选取方法,并给出了最终的实验结果。     

直流融冰装置拓扑结构的比较研究

对直流融冰装置的三种典型拓扑结构(二极管不可控整流、晶闸管全控整流和基于IGBT的全控整流)的性能和经济实用性进行了综合比较研究。在分析三种结构的工作原理基础上,建立了三种融冰结构的整流模型,从整流调压性能、谐波及无功特性、装置功耗、经济成本特性、功能扩展等方面进行了对比研究,并结合某线路融冰需求对上述三种结构性能进行了仿真验证。对比后得出结论:不可控整流结构成本低、大容量装置易实现,可应用于中长距离线路融冰;晶闸管全控整流结构具有输出直流电压平滑调节、可扩展为SVC的特点,可应用于有无功补偿需求的线路融冰;基于IGBT的全控整流结构输出电压调节能力强、电能质量优越,但成本高、系统复杂,在短距离线路、小容量融冰应用中占有优势。比较研究结论将为直流融冰工程装置结构的选择和设计提供有益参考。     

多直流协调的新能源送端地区暂态过电压抑制策略

针对直流闭锁故障导致的高比例新能源多直流送端系统暂态过电压问题,文中首先分析多直流间的交互影响机理,引入多馈出电压交互作用因子,揭示了直流闭锁导致其他健全直流近区域交流系统暂态过电压的根本原因。其次基于直流闭锁故障下调相机不同时间尺度的无功特性与整流侧换流母线电压的定量关系,在改进直流系统整流侧控制的前提下,于整流侧母线处投入调相机并以调相机暂态无功特性对其容量进行配置,降低了调相机所需投入容量。然后整合了调相机与整流器的无功调节能力,据此提出多直流、多无功设备协调配合的暂态过电压抑制策略。最后在PSCAD仿真平台中搭建两直流送端系统模型,验证了所提协调策略对暂态过电压的抑制效果以及调相机容量的配置效果。     

基于Si9122A的同步整流输出DC/DC变换器

研制了半桥结构的DC/DC变换器.采用带同步整流驱动输出的新型半桥控制芯片Si9122A实现了对变换器中初级开关管和次级同步整流管的PWM控制.该变换器电路结构简洁,控制调整方便.由于输出整流电路中采用低导通电阻的同步整流MOSFET替代了肖特基二极管,芯片自带同步整流管驱动信号,解决了自驱动方式信号差和外驱动方式电路复杂的问题.最后给出了实验结果.     

基于电容电荷平衡的DC/DC变换器的数字控制算法

利用电容电荷平衡原理来推导出直流,直流变换器的动态控制算法.介绍了变换器在负载电流突变和输入电压突变时的最优算法模型,详细分析了如何减少输出电压的波动以及缩短恢复时间以提高变换器的动态响应.试验结果验证了这两种算法的有效性,在25W、400kHz的同步整流Buck变换器中,应用该控制算法使得直流/直流变换器的动态响应达到最优.     

考虑直流调制的交直流系统中长期电压稳定协调控制

综合考虑直流系统整流侧和逆变侧控制量的调制,协调交流系统和直流系统各控制量,提出了一种考虑直流调制的交直流系统中长期电压稳定协调控制方法。首先,推导出换流母线电压对整流侧和逆变侧换流器传输功率的灵敏度解析表达式,并基于轨迹灵敏度建立以节点电压轨迹偏差和控制代价最小为综合目标的模型预测控制优化模型。然后,根据对系统控制轨迹的预测,进行交直流系统控制数量自适应调整和控制地点优选,以提高模型预测控制的效率,协调交直流系统各控制量进行电压滚动优化控制。最后,对交直流混联系统进行仿真,结果表明针对不同的故障场景,所提控制方法均能有效调制直流系统传输功率和熄弧角,全面协调交直流系统的各种控制手段,提高系统中长期电压稳定性。     

直流微网系统用交错并联双向直流变换器控制方法

直流微电网系统的能量需要双向传输,为了解决双向交错并联变换器相间不均流的问题,本文研究了一种应用于直流微电网系统的交错并联双向Buck/Boost直流变换器的含有同步整流调制的带占空比分配的控制方法。本文描述了变换器的运行原理,然后对变换器的调制方式与控制方法进行了详细分析。该方法在传统的PI控制方法上引入了占空比再分配方法,根据每相电感电流的大小调节每相占空比,既能实现稳定的输出电压电流,也能自动实现两相均流,同时该方法可拓展到多相变换器,并且同步整流控制也使得变换效率更高。最后,搭建了低压侧为40~120 V,高压侧为200 V,输出功率为5 kW的仿真模型。仿真模型验证了理论分析的正确性。     

同步整流器两种驱动方式的分析和比较

结合电压驱动同步整流器和电流驱动同步整流器的最新研究成果,对同步整流器电压驱动方式和电流驱动方式进行了分析和比较。阐述了在低电压大电流DC／DC功率变换器中,同步整流技术对提高功率变换器性能,特别是提高变换器效率的重要性。     

一种采用倍流整流电路的ZVS-ZCS三电平DC/DC变换器的研究

三电平DC/DC变换器多采用移相ZVS控制,而常规的移相ZVS控制的变换器,滞后臂较难实现ZVS,同时换流时的环流也会降低变换器的效率.另外,传统的输出全波整流设计,其大电流增加了输出滤波电感和变压器的体积以及整流管上的电压应力,这不利于用在低压大电流输出场合.为此,本文采用倍流整流电路的ZVS-ZCS三电平DC/DC变换器,提出把实现滞后臂ZCS的谐振电容设计在副边的倍流整流电路中,有效地克服了环流的影响和降低整流管的电压应力,同时相应地减小了流过变压器副边和输出滤波电感的电流.理论分析和实验验证了方案的正确性.     

两种隔离式DC／DC变换器次级整流电路的比较

简要介绍两种隔离式DC／DC变换器次级整流电路的电路特点。以半桥拓扑作为初级电路,从输出电流纹波、滤波电感损耗以及变压器损耗等方面对中心抽头电路和倍流整流电路进行详细比较,总结各自的优缺点。得出中心抽头电路适用于输出电流较低的场合,倍流整流电路适用于低压大电流的场合。     

单电感E2类软开关DC/DC变换器

介绍了一种只用一个电感的单端E^2类软开关DC／DC变换器。IGBT（MOSFET或BJT）的零电压开关和整流二极管的零电流开关能够降低逆变器和整流器中的损耗。提出了一种分析和设计方案,确定了最佳工作状态下的性能参数。如电流和电压波形,最大集电极电流和最大集-射极电压以及功率输出能力,并对IGBT和整流二极管的功耗进行了估算。实验证明,在频率f=-100kHz,输出功率Po=2kW的情况下变换器的整体效率可达到91％。