推挽正激移相式双向DC-DC变换器

移相式双向DC-DC变换器(Bi-directional DC-DC Converter,BDC)是BDC的基本拓扑之一.文章研究了移相式BDC的调压工作原理和输入输出电压变比、移相角对其环流能量的影响,并进行了仿真验证,指出移相式BDC方案不适于宽调压范围应用.结合移相式BDC的工作原理,把推挽正激电路应用在移相式BDC场合,并进行了试验验证.     

采用LCD箝位电路的正激DC-DC变换器

介绍了一种采用LCD箝位电路的正激DCDC变换器,它以十分简单的电路结构实现了变压器铁心的磁通复位,并且避免了能量的损耗,提高了变换器的效率。     

移相控制双Boost型DC-DC变换器

本文提出一种移相控制双Boost型DC-DC变换器,该变换器具有以下特点:控制简单可靠,有现成的移相控制芯片可用;有源和无源器件都能实现软开关,不增加开关的电流电压应力;由于它的输入电感电流和输出电压纹波频率都为开关频率的两倍,达到了倍频的效果。所以,与传统的Boost型DC-DC变换器相比,在输入输出条件相同的情况下,输入电感和输出电容都可以减小。本文详细分析了这种变换器的工作原理,在理论分析的基础上进行了仿真研究,仿真结果证明了理论分析的正确性。     

恒压复位双管正激DC-DC变换器

介绍了一种新型的恒压复位双管正激DC-DC变换器。通过外加恒压复位电路，双管正激DC-DC变换器能扩展工作占空比。恒压复位电路由一个开关与二极管并联后与一个复位电容串联组成，并联在直流母线上。在正常工作时，恒压复位电路的开关一直导通， 复位电容直接并联在直流母线上。 当输入掉电时，恒压复位电路的开关关断，复位电容从直流母线断开。这样， 该变换器就有比较恒定的复位电压，可以增大变压器匝数比设计。 与通常的双管正激变换器相比，该变换器的元件应力较低，效率更高。最后，给出了 80V 输入 12V/18A输出的 实验结果。     

双向全桥DC-DC变换器基于电感电流应力的双重移相优化控制

通过分析双向全桥DC-DC变换器采用单移相和双重移相控制的工作原理,推导出了两种控制方式下变换器电感电流应力与传输功率、输入与输出电压调节比及移相角比之间的数学关系。为了有效降低变换器电流应力,针对不同的传输功率及电压调节比,通过寻优求得使电感电流应力达到最小的最优移相角。据此提出一种双向全桥DC-DC变换器双重移相优化控制策略,在实现输出电压闭环控制的同时使变换器电流应力达到最小。采用该优化控制策略,双重移相控制的电流应力始终小于单移相控制,并且当变换器工作在轻载且电压调节比较大时,该优化控制策略的优势更加突出。搭建了实验样机,对理论分析进行了验证,并与传统单移相控制进行了对比。实验结果验证了所提出最优控制策略的有效性与可行性。     

一种反激式DC-DC变换器设计与研究

针对电池电源管理中的开关变换器应用,采用NCP1200电流型PWM控制芯片设计了一种多路隔离输出的反激式DC-DC变换器.给出了高频变压器初次级匝数以及相关参数的计算方法.对电路中的各种寄生参数进行建模、分析、计算和测量,并根据这些参数设计了钳位电路,通过实验验证了其可行性.实验结果表明,所设计的阻容二极管(RCD)钳位和阻尼电路对减小开关管应力和电压振荡是有效的,有利于提高变换器的工作效率.     

双环控制型推挽正激DC-DC变换器的小信号建模

本文应用平均线性化的方法对电压电流双环控制的推挽正激EC-EC变换器建立了小信号模型，在此模型的基础上利用MATLAB仿真设计了600W推挽正激变换器控制参数，并用SABER仿真软件进行了验证。     

双环控制型推挽正激DC-DC变换器的小信号建模

本文应用平均线性化的方法对电压电流双环控制的推挽正激DC-DC变换器建立了小信号模型.在此模型的基础上利用Matlab仿真设计了600W推挽正激变换器控制参数,并用Saber仿真软件进行了验证。     

基于双重移相控制的双向全桥DC-DC变换器动态建模与最小回流功率控制

通过分析双重移相控制下双向全桥DC-DC变换器的软开关约束条件及功率传输特性,提出了满足软开关条件的基于最小回流功率的双重移相控制策略,建立了双重移相控制下变换器的动态小信号模型。最后,通过实验样机,分析了基于最小回流功率双重移相控制策略的变换器动态和稳态特性,对动态模型和最小回流功率控制策略进行了验证。实验结果表明了采用基于最小回流功率控制对提高变换器效率的有效性。     

多输入双向全桥DC-DC变换器及其能量管理策略研究

在直流微网中,大量储能单元需要通过双向DC-DC变换器接入系统。为简化系统结构,本文在双有源桥式变换器的基础上设计了一款新颖的多输入双向DC-DC变换器。同时基于双重移相控制,通过对变换器回流功率进行分析,得出了回流功率与输入电压以及传输功率的数学模型,据此提出了一种能降低小功率运行状态下回流功率的能量管理策略,实现了在合理分配各储能单元出力的同时提升变换器效率。最后通过一个300W的实验样机验证了设计方案的可行性和控制策略的优越性。     

基于超级电容的双向DC-DC变换器控制研究

针对轨道交通1 500 V系统再生制动能量利用,研究了基于超级电容储能的输入串联多相并联双向DCDC变换器的控制及其系统能量管理策略。采用输入串联、多支路并联的拓扑结构降低了功率器件电压应力和电流应力及减小了无源滤波器件的体积,同时降低了1 500 V系统对储能元件超级电容的耐压及模组均压控制的要求,使得系统的可靠性更高。针对该拓扑结构的特点,结合工程实际应用,考虑超级电容容值参数差异性及大内阻的特点,以超级电容的能量利用最大化为优化目标,对其充放电过程中超级电容电荷状态误判及系统输入输出侧均压控制策略进行了优化设计。最后通过仿真和实验验证了所提控制策略的有效性。     

一种高增益双向准Y源DC-DC变换器

针对传统双向DC-DC变换器电压增益小、传输效率低等问题,提出了一种改进型高增益双向准Y源DC-DC变换器电路拓扑,通过调节双向功率开关管的导通占空比和耦合电感的匝数比,实现功率双向传输的目的。电路拓扑结构简单,传输效率高,具有连续的输入电流,绕组匝数比设计灵活,进一步提高了电压增益,调压范围更宽。首先对电路的拓扑结构和工作原理进行了分析,并通过数学公式推导证明了其正、反向2种工作状态下的升/降压性能;然后用Matlab/Simulink软件进行了仿真分析;最后搭建实验样机进行验证,仿真和实验结果均证实了电路拓扑的可靠性和优越性。     

非隔离双向四端口直流变换器及其控制策略研究

针对多端直流输电系统中的潮流汇集、分配以及电压变换需求,提出了一种基于双向buck+boost变换器的非隔离双向四端口直流变换器。所提出的直流变换器只需经过DC-DC单级升降压变换,提高了变换器的效率和功率密度;相对于传统多端口变换器通过公共交流母线或公共直流母线连接的方案,该变换器无需采用母线电容和交流变压器,降低了变换器体积和成本,提高了系统可靠性;该变换器中任意一个输入到输出端口之间均构成一个双向buck+boost变换器单元,各个单元在功率回路不存在相互耦合,控制更易实现。在PSCAD/EMTDC平台中搭建了四端双极柔性直流输电系统仿真模型,对直流变换器潮流分配和电压变换功能进行了仿真分析,并研制了双极四端口直流变换器原理样机,进行了相应的动模实验验证。仿真和动模实验结果表明,该直流变换器能够有效实现直流潮流分配和电压变换功能。     

推挽全桥双向直流变换器的研究

本文研究了推挽全桥双向直流变换器,分析了变换器的两种工作模式。研究了开关管上电压尖峰形成的原因,基于电压尖峰问题提出了几种解决方案,最后采用了RCD缓冲电路,文中分析了缓冲电路的工作原理,给出了实验波形。     

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。     

应用于车载充电器的双向DC-DC变换器综述

在车载充电器的工作环境中,双向DC-DC变换器要满足功率密度大和宽输出电压范围以及体积小和效率高等条件。根据是否存在电气隔离,车载充电器的双向DC-DC变换器拓扑大致可分为非隔离型和隔离型。不同类型的变换器其拓扑结构和控制方法都不尽相同,相应地有不同的性能表现,同时,宽禁带器件的发展也在提升双向DC-DC变换器性能方面表现出了巨大的潜力。对这些拓扑和控制方法的演变过程进行了详细地分类和总结,对新器件带来的影响进行了综合叙述,同时归纳了目前仍存在的问题,最后提出对其的展望与总结。     

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     

双向DC-DC变换器拓扑结构综述

基于国内外对双向DC-DC变换器的研究成果,简述了各种拓扑结构的基本组成,系统地分析了它们的工作原理,总结了优缺点和异同点,进而对双向DC-DC变换器拓扑结构的分类方法重新进行了界定,为展开奠定了根基。然后指出了现有拓扑结构适用场合和存在的问题,并在此基础上为研究新型拓扑结构提出了建议,同时也为工程应用提供参考。     

面向微电网的高增益比储能双向直流变换器

双向直流变换器是微电网储能系统的核心装置。首先对一种能够高效衔接低压储能蓄电池和高压微网直流母线的非隔离高增益比双向直流变换器进行了研究分析,所提双向直流变换器由双向Buck-Boost变换器和有源倍压整流电路通过耦合电感集成得到,有利于减小开关管的电压应力;然后采用占空比调节加移相控制,分别用于稳定中间电容和输出端的电压;采用该控制策略可以有效减小绕组电流有效值,降低导通损耗,且所有开关管均能够实现软开关,变换器效率得到极大提升;再详细分析了变换器的工作原理、输出特性以及参数设计;最后搭建了1 k W的实验样机并进行了实验验证。