新型零电压转移DC-DC变换器

提出了一种新型零电压转移DC－DC变换器,并以其在Boost交换器中的应用为例分析了它的工作原理。仿真与实验都证明全部主、辅管均可实现零电压／零电流开关,并且电路可工作在较宽的负载范围内。     

下一代双电压汽车用能量双向馈送DC-DC变换器

本文旨在介绍汽车电压系统升级的背景和趋势。汽车电压系统的升级虽然有很多优点,但是,也对电力电子产业提出了更高的要求,本文将会介绍电力电子产业面临的挑战。在汽车电压系统的过渡过程中,为了能够兼容一些已经成熟的汽车电子产业和新兴的汽车电子产业,提出了14V/42V双电压供电系统,在汽车双电压供电系统中需要一个能量双向馈送DC-DC变换器,能够起到功率分配和降压的作用。该双向DC-DC变换器的设计,在体积、成本、温度、精确性等方面有更高的要求。本文也将重点介绍这种双向DC-DC变换器的作用和设计思想,并且介绍双向DC-DC变换器设计中有待解决的难题。     

宽电压范围双向DC-DC变换器的控制策略研究

针对双主动全桥DC-DC变换器输入和输出侧电压严重不匹配的问题,研究了宽电压范围双向DC-DC变换器,分析了其电压特性、电流特性和功率特性,研究了主电路参数的设计,并提出了一种分布式闭环控制与集中式电压平衡控制相结合的控制策略,结合了集中式控制和分布式控制的优点,具有简单有效、易于扩展不同级联数和电压等级的DC-DC变换器的优点,且具有良好的动态响应能力.在理论研究的基础上,研制了一台实验样机,并且通过实验验证了所提出控制策略的有效性.     

双向Buck-Boost变换器电压纹波的抑制

随着双向直流变换器的广泛应用,对其输出电压的稳定性有了更高的要求.通过对24 V/12 V双向BuckBoost变换器进行实验,其输出纹波电压远大于理论计算值,在此指出开关器件导通瞬间受寄生参数影响产生的电压振荡、输出滤波电容等效串联电阻产生的差模干扰以及电路的共模干扰导致了电压纹波过大,为此总结了相应的抑制措施,并给...     

负输出罗氏变换器——先进的电压举升技术

电压举升是一项广泛用于电子电路设计的技术,受寄生元件的影响,ＤＣ－ＤＣ升压变换器的输出电压和功率传递效率受到限制,电压举升技术为改善电路特性提供了好方法。负输出罗氏为换器和正输出罗氏变换器相对应的另一类ＤＣ－ＤＣ升压变换器系列。它正输入负输出,具有高功率密度和效率,简单廉价的拓扑结构,不同于任何已有的ＤＣ－ＤＣ升压变换器,拥有输出电压高,纹波小的优点     

一种新型高电压增益DC-DC变换器研究

随着分布式发电的出现,可再生能源与电池组的结合以及负荷对其的严重依赖,对高效电力电子变换器的需求日益增加.提出一种降低电压应力的高增益DC-DC变换器的新颖结构.该结构是传统Boost变换器两级叠加的结果.当占空比较低时,因为增益与占空比的二次关系,所提供的电压增益很高.此外,该变换器的输入电流连续,所提供的负载接地....     

含有右半平面零点的开关DC-DC变换器暂态性能分析及频域法设计

含有右半平面零点(RHPZ)的开关DC-DC变换器发生占空比突变时,暂态过程会出现负调现象,该现象会导致系统暂态性能变差,负调持续时间段系统易形成正反馈而出现不稳定现象,传统的频域法无法直接进行控制器设计,因此对其进行控制较最小相位系统困难的多。该文以含有RHPZ的Buck-Boost变换器为例,建立负调电压暂态数学模型,推导出衡量负调电压性能的表达式,依据该表达式与变换器参数之间的关系,给出抑制负调电压的参数设计方法。根据负调电压抑制后的系统暂态性能特点,并结合含有RHPZ开关DC-DC变换器电路拓扑的特点,提出限制占空比和频域法相结合的控制策略。实验结果表明,该控制策略具有良好的暂态和稳态性能。     

变论域模糊PID控制在改善DC-DC变换器非线性非最小相位系统的性能研究

除Buck电路外的传统DC-DC电路的动态模型是非线性非最小相位系统,其动态特性受电路参数和动态模型的影响较大。PID控制必须建立在精确的数学模型上,而DC-DC变换器的非线性决定了PID调节很难达到更优的效果。模糊PID控制不需要精确的数学模型,而且消除了模糊控制存在的静差。但该控制方式的自适应能力较低,在输入量变化较大时,其控制精度变差。变论域模糊PID控制利用伸缩因子使系统的自适应能力提高,并增加模糊规则的利用率,使控制精度提高。本文研究了变论域模糊PID控制在非线性非最小相位系统的DC-DC变换器闭环控制中的性能,以DC-DC变换器中的典型非线性非最小相位系统的Sepic电路和Boost电路为例进行了仿真和实验,结果表明变论域模糊PID控制比前两种控制方式具有更优的控制性能。     

Boost变换器的参数选择与非最小相位分析

为了提高Boost变换器的暂态性能,减小非最小相位反应引起的负调对系统的影响,利用脉冲波形积分法建立了Boost变换器工作在电感电流连续模式下的小信号数学模型,获得了系统输入-输出以及控制-输出的传递函数,为Boost变换器暂态性能优化提供了理论依据。利用该模型分析了电感、电容、负载、占空比、频率等参数对系统暂态性能和系统非最小相位引起的负调电压的影响。研究结果表明:较大的电感、最重负载、较大的占空比使得系统的零点更靠近原点,系统的非最小相位反应即负调现象更加明显;不同的电容值会影响系统的暂态性能和输出电压纹波,对负调反应没有影响。给出了提高系统暂态性能和减小非最小相位反应的参数选择思路,为Boost变换器优化设计提供了理论依据。仿真和实验结果验证了参数选择设计的合理性。     

一种新型的零电压零电流转移DC-DC变换器

提出了一种新型的零电压、零电流转移DC-DC变换器，即通过采用两条辅助谐振网络实现了全部主、辅开关管的软开关，主开关管实现了零电压零电流开通、零电压零电流关断，开关管电压电流应力小，辅助开关管实现了零电流通断，特别适用于以IGBT作为开关器件的高电压大功率场合。并以其在Boost变换器的应用为例分析了它的工作原理，软开关实现条件，给出了谐振参数的设计方法，该软开关设计思想可以推广到其它基本的DC-DC变换器中。电路仿真和实验结果验证了所提出的方案是可行的。     

新型模块化多电平DC-DC变换器拓扑及其工作机理分析

针对目前模块化多电平DC-DC变换器拓扑结构及其主要采用的交流平衡控制方法所带来的问题,基于直流控制思想,提出了一种新型模块化多电平DC-DC变换器拓扑。通过重构一种全桥子模块结构,每个子模块电容同时包含两条充放电路径,相邻子模块间通过形成局部的并联支路实现电容间电能传递和电容电压自平衡,避免了子模块电容在单向直流电能变换导致的电压失衡。通过对变换器的平衡机理及其基本工作原理分析、仿真实验验证,结果表明所提出的变换器在直流控制方式下能够稳定运行,子模块电容电压具有自平衡能力,变换器电压变比范围大,具有适用于不同应用场合直流输配电的应用潜力。     

高升压增益软开关DC-DC变换器

在软开关Boost变换器基础上,通过引入Flyback单元,提出了一种高升压增益软开关DC-DC变换器,进一步提高了变换器的电压增益,避免了高占空比,减小了开关管电压应力。因此,可选取低电压等级低导通电阻MOSFET以降低变换器的成本,提高变换器的效率。在开关管关断期间,漏感能量向负载传递,有效利用了漏感能量,且无需额外的吸收电路。此外,变换器实现了开关管的零电压(ZVS)导通和二极管的零电流(ZCS)关断,进而消除了开关管的开通损耗和二极管的反向恢复损耗。研究了高升压增益软开关DC-DC变换器电路的工作特性和占空比丢失的主要原因,分析了该变换器的元器件应力及电路损耗。设计了一台160W的实验样机,实验结果验证了理论分析的正确性。     

一种新型的DC-DC变换器的研究

针对一车载电源设计了两级升压DC-DC变换电路的拓扑结构,该拓扑结构可以通过对两个升压环节进行调节使其输出达到所需要求。此拓扑结构相对于普通一级DC-DC变换电路来说具有一定的优越性,通过理论分析、仿真、试验结果验证了此拓扑结构的可行性。     

飞轮储能系统双向准谐振软开关DC-DC变换器的研究

飞轮储能因其具有高效、节能、清洁等诸多优点,是未来重要的储能电源形式之一。虽然已有部分飞轮储能系统产品问市,但是大功率飞轮储能系统仍然处于研究之中。本文介绍了一个开发中的应用于大功率飞轮储能系统的双向准谐振软开关DC-DC变换器,有效实现了开关管的零电压开通和零电压关断。其突出的优点在于,结构精简及较低的开关损耗,在确保飞轮储能系统快速充放电的基础上,降低了整套系统的电磁干扰(EMI)水平。     

汽车双电压系统中能量双向馈送DC-DC变换器的研究

随着汽车电气化和自动化的迅速发展,以14V电压为主的汽车电压系统已经不能满足日益增长的汽车电子设备的需要,汽车电压系统的升级被提上了日程。为了能够兼顾传统的14V汽车电气系统,而且不对现有的电气设备做大的改动,业界内提出了一个过渡方案：14V/42V双电压供电系统。 本文基于汽车14V/42V双电压电气系统的背景下提出一种非隔离型的双向DC-DC变换器,并且根据汽车车载电源的特殊要求设计出一台基于UC3525控制器的额定功率的变换器装置,针对双向DC-DC变换器的稳定性,可靠性,容量等方面进行了研究和试验。实验证明,装置在能量流向变化的情况下,闭环控制系统可根据电流方向实现模式切换,稳定输出,效果良好     

一种新型高增益双输入DC-DC变换器

针对新型分布式光伏发电系统输入源模块多、输出电压低的缺点,提出一种新型高增益双输入直流变换器。在双输入交错并联Boost变换器的后级增加了三个电容和三个二极管,构成了电容串并联结构。电容的有效充放电使变换器具有高电压增益和低开关器件电压应力的特点。此外,变换器还具有电路结构对称、控制简单、灵活实现各输入源功率分配等优点。首先,本文详细分析了变换器的工作原理和电路稳态特性,给出了电感和电容的参数设计过程。最后制作了一台400 W实验样机,实验结果验证了电路的有效性。     

一种新型三电平双向DC-DC变换器

三电平桥式电路中开关管承受的电应力比普通桥式电路中开关管承受的电应力减小一半,结合三电平电路结构的优点,省去了传统三电平双向DC-DC变换器中的一对飞跨电容,提出了一种新型三电平双向DC-DC变换器。该新型三电平双向DC-DC变换器使电路中开关管电应力减小,谐波成分降低。利用交错移相的控制策略进行控制,使得新型变换器中所有开关管均能实现零电压开关(ZVS)。通过2.4 kW的样机试验验证,提出的新型三电平双向DC-DC变换器性能优良,与传统的双向DC-DC变换器相比,效率有了显著提升。     

交错并联技术在并联DC-DC变换器纹波抑制中的分析与应用

交错并联技术在大功率、多重化DC-DC变换器应用广泛,能够有效地减小DC-DC变换器的纹波值从而提高其供电品质。根据交错并联技术的特点,通过对DC-DC变换器输入、输出电流的纹波波形进行叠加分析,推导出在多模块并联条件下,纹波峰峰值与占空比和各模块触发脉冲相移之间的定量关系。推广到不同拓扑结构的非隔离DC-DC变换器中应用,最后在MATLAB/Simulink仿真环境下对三模块交错并联DC-DC进行仿真验证,证明了结论的正确性,对于减小多重化DC-DC纹波具有一定意义。