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。     

多重双向H桥DC/DC变换器的研究

为了满足电池测试设备要具有较宽的输出电压范围的要求,本文采用了一种宽电压范围输出的双向DC/DC变换器电路拓扑,并通过对基本单元的多重化并联,达到了减小电流纹波、电流谐波含量和系统体积的目的.文中详细分析了多重双向H桥DC/DC变换器的工作原理、参数设计和控制方法.本电路应用于100kW动力锂离子蓄电池测试设备中.样机...     

高输入输出变比的两级式DC/DC变换器

两级式变换器比单级式变换器更适合应用在输入输出变比较高的DC/DC变换场合。研究了一种Buck+LLC谐振全桥的电路拓扑,阐述了LLC谐振全桥的原理和特性,在分析了这种两级变换器的稳定性基础上,通过合理选取前级Buck电路的输出电压、后级LLC谐振全桥变压器变比和谐振元件参数,提高了两级变换的效率。基于上述分析,采用该拓扑结构试制了一台功率1 kW,210～270 V输入,27 V输出的原理样机,并给出了实验结果。     

一种基于离散观测器的DC/DC变换器参数在线辨识方法

针对功率变换器参数在线辨识问题,提出了一种新的基于离散观测器的DC/DC变换器主电路参数非侵入式在线辨识方法。基于Lyapunov函数提出了一种用于离散系统参数辨识的观测器算法,进一步引入模型噪声估计使得观测器能够适用于经低速采样离散化的混杂系统的参数辨识。为将提出的观测器应用到DC/DC变换器参数辨识中,以Buck变换器为例给出了DC/DC变换器离散模型的建立方法。在此基础上,设计了用于Buck变换器主电路参数辨识的离散观测器。观测器根据电感电流、输出电压以及控制器输出即可对滤波电感及其等效串联电阻、滤波电容及其等效串联电阻、负载等效电阻等多个参数进行在线辨识。仿真和实验结果验证了该方法的有效性。     

三电平DC／DC变换器的拓扑结构及其滑模控制方法

首先阐述了三电平DC／DC变换器拓扑的推导过程，给出了6种非隔离三电平DC／DC变换器和5种隔离三电平DC／DC变换器拓扑结构；分析了三电平DC／DC变换器中，如何设计滤波电路的参数以提高其动态品质；最后以Buck三电平变换器和Buck—Boost三电平变换器为例，分析了滑模控制在三电平DC／DC变换器中的应用前景。     

高压宽范围输入两级DC/DC变换器设计

针对机载设备供电中高压宽范围输入转低压大电流输出的应用需求,设计了两级DC/DC变换结构。介绍了两级电路整体工作原理和各级电路拓扑结构,提出了断续模式下Buck电路开关节点防止振荡的措施。对传统半桥结构进行了改进,以使其适合第二级,并着重分析了改进后的电流馈电半桥工作过程。样机试验结果验证了Buck+改进型电流馈电半桥的两级变换方案的可行性。     

高输入输出变比DC/DC变换器研究

在输入输出变比较高的DC/DC变换场合,两级式变换器比单级式变换器具有更大的优势。研究了一种Buck+倍流整流不对称半桥的电路拓扑,阐述了该两级式拓扑的优点和控制方法。通过合理选取前级Buck电路的输出电压和对后级不对称半桥占空比的优化设计,使不对称半桥工作在功率均匀分配及实现ZVS的最佳状态,提高了两级变换的效率。基于上述分析,采用该拓扑结构试制了一台功率1kW,200～400V输入、24V输出的原理样机,并给出了实验结果。     

一种新型并联型零电流全桥DC/DC变换器

提出了一种新型的含并联辅助电路的零电流转换(ZCT)全桥DC/DC变换器拓扑结构。该变换器采用脉宽调制(PWM),通过在原边增加一个由电容和电感构成的并联有源辅助电路,在开关管状态发生变化时,控制辅助电路的谐振电流,实现了主开关管和辅助开关管的零电流开关(ZCS),也实现了输出整流二极管的软换流,使整流二极管承受的电压相对较低,即为输出电压,特别适合于开关器件为IGBT的高电压大功率场合,消除了IGBT拖尾电流引起的开关损耗,改善了电路性能。分析了变换器的工作原理及零电流开关的实现条件,给出了主电路拓扑结构和谐振网络相关参数设计。根据所选取的参数对主电路进行了仿真研究,结果验证了电路分析的正确性和可行性。     

基于多重化DC/DC变换器的储能变流器研究

为了满足越来越大的储能系统规模对大功率储能变流器的需求,将多重化DC/DC变换器引入储能变流器的拓扑结构。对多重化DC/DC变换器的电流纹波及谐波特性的分析表明其具有显著优势。储能变流器的控制策略加入基于直流母线电压的下垂控制。对所研究的储能变流器拓扑结构及控制策略进行仿真并搭建样机。仿真和实验结果表明,所设计的基于多重化DC/DC变换器储能变流器性能具备大功率充放电的功能并且性能优良。     

交错并联磁集成软开关双向DC/DC变换器的研究

交错并联磁集成软开关技术可以减小变换器输出电流纹波,提高动态响应,减小开关损耗。介绍了一种交错并联磁集成双向DC/DC变换器电路拓扑结构,该变换器具有开关器件电压应力低,输入输出电压变比大的优点。分析了变换器在Boost和Buck模式下的工作模态,并推导了稳态工作时的基本方程,获得了稳态电压增益,通过等效电感分析了输出稳态纹波与动态响应和集成电感耦合系数的关系,并给出了设计范围,利用阵列式磁芯设计了耦合电感,并给出了设计方法。采用交错并联磁集成技术,减小了输入输出电流纹波;给出了软开关的实现条件,可以实现所有开关管的零电压开关(ZVS)导通,减小了开关损耗。研制了原理样机,通过实验验证了理论分析的正确性。     

一种新颖有源功率因数校正开关变流器电路的设计

分析研究了单相电流连续和电流不连续型Boost功率因数校正开关变流器拓扑.针对单相电流连续Boost型功率因数校正变流器开关压力和输出电压高的缺点,提出了带有源浮充平台的Boost型功率因数校正交流器方案.详细阐述了其工作原理和控制方法,在此基础上,结合单周控制技术和控制方法的原理,提出了一种新型功率因数校正AC/DC开关变流器电路,并给出了电路实验结果.     

交错并联磁集成双向DC/DC变换器的设计准则

双向DC/DC变换器中大功率储能电感的设计是一件困难而具有挑战性的工作,提出研究双向DC/DC变换器的交错并联磁集成理论以克服这一困难。将三相Buck+Boost双向DC/DC变换器的所有相电感集成为一个耦合电感,对磁集成后变换器运行在Buck模式下的稳态电流纹波和暂态响应速度进行深入研究,给出三相Buck+Boost交错并联磁集成双向DC/DC变换器运行在Buck模式下的设计准则,即在设计这种变换器时,应根据占空比的大小及稳态相电流纹波和暂态总输出电流响应速度的技术要求,利用该文所给出的设计公式和设计区域选择磁集成耦合电感的反向耦合系数。仿真和实验验证了理论分析的正确性。     

基于UC3875的隔离式双向DC/DC变换器研究

本文首先介绍了传统隔离式双向DC/DC变换器的典型拓扑,并结合其应用领域分析了各种拓扑的优缺点。在此基础上,提出了一种新颖的基于BUCK/BOOST的双向DC/DC变换器拓扑。与传统的同功率等级变换器相比,该拓扑具有结构简洁、系统成本低、控制方法简单、工作效率高等特点。介绍了该拓扑的电路构成、详细分析了电路的工作原理和设计要点,并基于UC3875芯片输出PWM波控制开关管,最后给出了相应的实验波形。     

一种新型三电平ZCT DC/DC变流器

提出了一种新型PWM三电平零电流开关(ZCT)DC/DC变流器拓扑.通过在变压器的次级引入一个辅助网络,不仅在全负载范围内实现了初级主管与次级辅管的ZCS,同时也实现了次级输出整流二极管的软变换.另外,由于该电路拓扑采用了三电平结构,使初级主管的电压应力仅为输入电压的50%,这正好满足了高电压场合的应用.经仿真分析和制成的1.5kW,100kHz样机实验,验证了所提理论分析的正确性.     

一种适用于高压输出的软开关多谐振直流变流器

将倍压整流技术和LLC多谐振变流器结合起来,构造出倍压整流LLC多谐振变流器.该变流器的变压器结构简单,副边只需要一个绕组;输出电容电压应力是输出电压的一半,无需额外的均压电路;只需要两个整流二极管,二极管的电压应力等于输出电压,电流应力等于输出电流,所以该变流器非常适合用于高压输出中小功率的DC/DC电源.另外,该变流器的所有功率半导体器件都工作于软开关状态,所以适用于高频高功率密度的场合.详细分析了该变流器的工作原理,软开关过程,输出电容的自动均压机理,并给出了关键的参数设计方法,采用该变流器技术的500V输出直流电源的实验结果验证了以上分析的正确性,满载效率达92.3%.     

高压侧测量用电源设计

分析了高压侧测量用电源从母线电流取能的供电方案,针对高压母线电流动态变化范围大的特点,设计互感器时使铁心大多情况下处于饱和状态,当母线电流较小时用锂电池作备用电源辅助供电,当母线电流较大时作为能源,同时对锂电池充电.介绍了2种具体的电源方案:一是采用稳压管吸收多余电流的简便设计,可以限制输出电压,该电路适用于100 mW以下的低功耗电路,电源体积较小;二是采用晶闸管限定交流输入电压峰值,对于母线电流变化范围大的应用场合,控制了整流电路输出电压上限,宽范围直流输入电压采用DC/DC稳压输出.     

新型零电流转换移相全桥DC/DC变换器

提出了一种新型零电流转换(ZCT)移相全桥DC/DC变换器拓扑。该变换器通过在原边增加一个由电容和电感构成的有源辅助电路,在开关管状态发生变化时,控制辅助电路的谐振电流,可实现主功率开关管和辅助开关管的零电流开关(ZCS),消除IGBT拖尾电流引起的开关损耗,同时减小了二极管的反向恢复损耗。辅助电路结构不会增加开关管的导通损耗,还能一定程度上克服传统零电压开关(ZVS)全桥变换器原边环流损耗大和占空比丢失严重的缺点。详细分析了该新型全桥变换器的工作原理以及实现零电流开关的条件,给出了主电路拓扑结构及相关参数选取,根据所选取参数对主电路进行仿真研究,给出了主要仿真波形,结果验证了电路分析的正确性和设计的可行性。     

一种输出并联开关电源均流控制策略

以Buck型DC/DC拓扑为基础,采用开关型降压稳压芯片LM2576作为DC/DC稳压电源的稳压器,设计制作了两个DC/DC降压型稳压电路模块,以MSP430单片机为控制器,对负载电流和主开关电源的输出电流进行采样,在此基础上固定其中一个开关电源的输出,单片机通过DA对另一个开关电源的输出电流进行控制,从而使两路开关电源的输出电流按照指定的比例输出,实验验证了本方法可以获得很高的均流精度。     

双向全桥DC/DC变换器电流应力和回流功率优化

针对双有源桥(DAB)DC/DC变换器工作于Buck模式下产生的回流功率和电流应力升高的问题,提出了一种基于拉格朗日乘数法的改进扩展移相(EPS)控制方法。根据DAB DC/DC变换器的拓扑结构建立DAB电路的等效模型,确定优化的约束条件。通过约束条件建立拉格朗日函数,求解DAB电路最小回流功率的工作点,进而得到改进EPS控制内移相比与外移相比的变化关系并且确定了控制方法的流程。通过实验对所提改进EPS控制方法进行验证,实验结果表明该控制方法可以同时维持DAB DC/DC变换器输出功率恒定,降低回流功率和电流应力。     

三电平高频链电流源DC/AC逆变器研究

提出全桥三电平高频链电流谐振型DC/AC逆变器电路拓扑,利用电流串联谐振技术来实现所有开关管的零电流开关状态,且DC/AC/AC变换结构没有储能母线.给出电路拓扑结构并详细分析了谐振过程,波形最优控制方案每个象限内都采用5个谐振状态,效率最优控制方案每个象限只选择3个谐振状态来参与工作.针对全桥三电平电流隔离型DC/AC逆变器开关管比较多,逻辑合成比较复杂的状况,给出了利用卡诺图来得到开关管驱动信号逻辑合成的方法.实验结果验证了理论分析的正确性.