峰值电流模式控制的全桥DC-DC变换器PI调节器设计

针对采用峰值电流模式控制的全桥DC-DC变换器,建立了小信号传递函数数学模型,分析了DC DC变换器为一阶系统和二阶系统的条件,给出了PI调节器参数设计计算公式,对全桥DC-DC变换器设计具有现实意义。     

峰值电流控制DC/DC变换器的恒值限流方法

讨论了峰值电流控制DC/DC变换器中的稳定性问题,分析了解决稳定性问题的斜坡补偿原理及实现方法,研究了斜坡补偿对开关管电流峰值限流保护点的影响,揭示了过流保护值随占空比减小而增大,且有损开关管安全工作.提出了同步补偿实现开关管恒定峰值限流保护解决方案.并以UC3846控制的交错并联双管正激变换器为例进行了实验研究,给出了实现电路的设计原理和方法,验证了理论分析的正确性和可行性.     

特高压直流电流互感器校准电流源的设计与应用

为解决特高压直流换流站的直流电流互感器现场校准不方便等问题,针对特高压直流互感器的阻抗特性,通过PSim软件仿真对比了多种直流大电流电源的技术方案,确定并验证了多电流模块单独控制的电流输出方案;据此设计了校准电流源,包括DC/DC变换主电路、高频变压器、PWM输出控制电路和外围电路等部分,该校准电流源已通过试验验证,结果表明:输出直流电流的准确度达到0.1%,1 min稳定度达到0.02%,并可实现准确调节。     

直流变换器的电流控制性能对比与数字实现

基于DSP数字控制的DC/DC变换器,其电流环路的控制一般采用平均电流模式.峰值电流控制一般由模拟芯片实现,且存在稳定问题,需要设计斜坡补偿电路.此处以Buck变换器为例,对两种电流控制进行小信号建模,并仿真对比了动态和稳态性能,结果表明峰值电流控制具有更快的动态响应速度;为了追求高动态性能,利用DSP特有的AD比较功能实现了峰值电流的数字控制,并提出和分析了一种数字斜坡补偿方法,研制的500 W样机实验验证了所提方法的正确性和有效性.     

可输出低频正弦纹波的峰值电流控制电流源

提出了一种可输出低频正弦纹波的电流源的双电流环控制方案，外环稳定输出电流，内环抑制功率器件中的峰值电流。以正激DC／DC变换器为例，分析了电源的结构和工作原理，给出了样机实验结果。     

采用峰值电流模式的全桥移相控制DC/DC变换器

提出一种峰值电流模式全桥移相控制DC/DC变换器。根据该系统的拓扑结构 ,建立了小信号模型 ,提出了系统的优化目标 ,并通过仿真对系统的性能指标作了分析 ,最后给出了实验结果。     

适用于DCS1800/PCS1900的手持设备射频前端低噪声放大器设计

根据DCS1800和PCS1900的系统指标要求,采用全差分源级退化电感和共源共栅结构设计了一款适用于DCS1800/PCS1900双频手持设备的低噪声放大器电路并实现了高增益、低增益和旁路三种工作模式。电路采用TSMC 0.18μm CMOS工艺设计,仿真结果表明：在双频模式下,该低噪声放大器电路的最大电压增益分别是20.3dB和20.9dB,最小噪声系数分别是1.6dB和1.63dB,在1.8V电源电压下电流为5.5mA。     

应用于微逆变器的高增益DC/DC变换器设计

在光伏发电微逆变器模块中,针对传统高增益DC/DC变换器体积较大、功率器件电压应力高、电压增益仍然有限的不足,提出了一种新型的非隔离型高增益DC/DC变换器,有效克服了上述缺点。文中讨论了该变换器在连续与断续工作模式下的工作模态,分析了其稳态工作原理,并给出了其电压增益及外特性曲线。与一些常见的高增益DC/DC变换器在电压增益、电压应力和电感电流等方面进行了对比,最后根据所提出的变换器,设计并制作了一台200W原理样机,实验结果证实了理论分析的正确性。     

平均电流控制法在电动汽车用DC/DC变换器中的应用

以电动汽车用非隔离式DC/DC变换器的电路为例,对平均电流控制法和电压控制法进行了比较,提出了有益于电动汽车用DC/DC变换器响应速度的控制方式.通过理论分析和仿真结果表明,平均电流控制法比电压控制法具有更快的响应速度和更好的动态性能.     

两级式逆变器输入低频纹波电流抑制

两级式逆变器的前级DC/DC变换器输入电流含两倍交流输出频率交流分量,该纹波电流会缩短分布式发电系统中蓄电池、燃料电池等的使用寿命.这里基于电流反向增益交流小信号传递函数,分析了不同控制方式下推挽正激DC/DC变换器输入纹波电流幅值,研究了平均电流控制方式下参数设计方法,采用提出的设计方法,可将输入电流低频纹波减小至5...     

低压直流微电网新型主动限流器及控制策略

低压直流微电网中直流母线发生短路故障后,现有的被动式保护措施难以有效保护电力电子装置,并且当计及直流线路电感与变流器直流母线侧电容时,常规主动限流器会出现限流电感电流振荡的特性。详细分析了该电流振荡特性产生的机理,探究了系统参数变化对限流电感电流振荡峰值的影响。并提出了一种新型主动限流器拓扑结构及控制策略,该拓扑结构通过增加能量耗散支路,在限流器直流母线侧电容电压产生负压时导通,以此耗散能量,解决了电感电流振荡的问题。通过仿真与实验,验证了所提新型主动限流器对电感电流振荡特性抑制的有效性,且在不同工况下具有良好的鲁棒性。     

三端口DC/DC变换器预测电流移相控制

针对微电网储能系统中三端口DC/DC变换器,研究了基于半开关周期采样和全开关周期采样的预测电流移相控制。分析了变换器的工作状态和开关模态,采用Y-△等效变换得到电感电流斜率,在每个开关周期驱动信号的中点时刻采样电感电流,计算不同阶段变换器的电感电流增量。基于电流采样值和电流参考值预测变换器下一个开关周期上升沿和下降沿移相比,更新该移相比使电感电流达到参考值。然后分析了两种采样模式下电感电流中直流分量消除机理,并给出三端口DC/DC变换器闭环控制策略。仿真结果验证了该控制方法的有效性,较好地解决了三端口DC/DC变换器直流偏置问题,提高了系统的动态响应和鲁棒性能。     

双向DC/DC变换器中耦合电感的应用研究

为了保证双向DC/DC变换器在降压模式的高效率、低损耗、节约能源等条件下,满足大功率负载的要求,将耦合电感应用到变换器中。对不同工作状态下电感电流的状态方程进行了分析,给出了耦合电感的最大电感电流脉动和最大磁通密度的数学表达式。采用耦合电感后电感储能能力变大、磁芯体积降低,使变换器能够满足"大电流-大功率"负载的要求。最后进行仿真验证,仿真结果验证了理论分析的正确性和可行性。     

用于混合动力汽车的三电平双向DC/DC变换器

将三电平技术应用到双向DC／DC装置中,可以提高混合动力汽车驱动系统中双向DC／DC装置的开关频率,为此提出了一种新的三电平双向DC／DC变换器拓扑。通过三电平拓扑和传统两电平拓扑电路的对比分析,得出了相同先决条件下这两种拓扑中开关管电压应力和电感电流可减小的幅度。最后通过仿真试验验证了分析结果。     

一种双相结构的同步Buck DC/DC变换器

指出了同步降压型直流-直流变换器从拓扑结构上实现软开关技术优点与在大功率场合下电流纹波大的特点,结合电感磁耦合技术将其扩展为双相结构的同步Buck型DC/DC变换器,分析了电感输出电流纹波减小的原理,并对不同负载下电路的工作特点进行了分析,采用可变频率的脉冲宽度调制控制方式以达到不同输出功率时的效率,试制了一台2kW的同步Buck DC/DC变换器样机,并给出了实验结果。变换器采用DSP芯片TMS320F2808作为控制管理芯片,通过积分分离数字PID算法改变控制量,具有较优异的动态性能,在蓄电池维护领域得到较好的应用。     

新型ZVS软开关直流变换器的研究

综述了几种新型的零电压(ZVS)DC/DC变换器,并分析了变换器的优缺点,研究了一种新型MOSFET作为开关器件的三电平ZVS变换器,并分析了这种变换器一个周期的工作状态。该变换器用耦合电感代替常规电感,耦合电感通过变压器反射到原边,使变换器在零状态时的环流减小到零,实现了外管零电压开通,内管零电流关断。由于不存在一次侧环流,减小了通态损耗。     

基于倍压单元耦合电感高增益DC/DC变换器

提出一种基于倍压单元的新型DC/DC高增益变换器.在传统Boost变换器的基础上引入倍压单元,提高变换器电压增益,并把2个储能电感进行磁集成,减小变换器体积和电感电流纹波.分析了该变换器的工作原理以及工作模态,推导了输出电压增益公式、各二极管和开关管的电压应力以及电感电流纹波.与传统Boost变换器相比,电压增益提高了...     

交错控制双Boost型DC/DC变换器

提出一种交错控制双Boost型变换器,其包含有2个Boost单元,对应开关管的驱动信号相位差180°。对其在1个开关周期内的6种开关模态的开关通断情况和主要电压、电流的变化情况进行了详细介绍,并对变换器的性能特点进行了深入分析。实验结果表明该变换器具有以下特点:控制简单可靠,有现成的控制芯片可用;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;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,这是因为其输入电感电流和输出电压纹波频率都为开关频率的2倍,达到了倍频的效果。     

一种L-R复合型桥式DC/DC变换器

提出了一种L-R复合型桥式DC/DC变换器。该变换器在传统半桥LLC谐振变换器的基础上,仅增加一组L桥臂,有高、低2种电压增益模式。在高电压增益模式,采用脉冲宽度调制,通过L桥臂对电感线性储能,获得了比传统LLC谐振变换器更高的电压增益,具有更宽的输出电压范围,且电压增益受励磁电感影响小,电路工作无回馈电流。在低电压增益模式,采用脉冲频率调制,电压增益特性与传统LLC谐振变换器接近,但有更小的回馈电流和循环电流。详细分析了所提拓扑2种电压增益模式的工作原理,推导出增益公式,并与传统拓扑进行对比。最后搭建了一台输入电压为220 V、输出电压为100~160 V的实验样机,实验结果验证了理论分析的正确性。     

A zero-voltage zero-current soft switching DC/DC converter

A novel three-level zero-voltage zero-current switching (ZVZCS) DC/DC converter is proposed in this paper. A tapped-inductor is used to replace the normal output filter inductor, so that the circulating current in the zero-state can be reset to zero. The reset voltage and the reset time can be set conveniently just by simply changing the winding ratio of the tapped inductor. The converter achieves a zero-current tuning off for inner switching, and a zero-voltage tuning on for outer switching. No circulating current exists in the zero state, so that the loss in the on-state is reduced, and the efficiency can be improved. The experimental results verify that the ZVZCS has low voltage stress, zero-voltage and zero-current switching. __________ Translated from Journal of Zhejiang University (Engineering Science), 2006, 40(2): 334–338 (in Chinese)