程控升降压DC/DC变换器设计

蓄电池、超级电容等储能电池在供电过程中,其端电压会随着放电的进行逐渐下降,导致用电设备系统效率降低或超出设备供电电压允许范围。为避免储能电池直接供电存在的不足,利用NQ60升降压变换模块设计了一个程控升降压DC/DC变换器,该程控DC/DC变换器可实时检测输入和输出侧电压、电流参数,并通过CAN总线设置其输出电压及最大输出电流限值,将储能电池输出电压变换到设备允许的额定电压范围内,实现设备的稳定供电。通过对DC/DC变换器功率电路、控制单元的详细分析与设计,实现了该DC/DC变换器。实验测试结果表明,该DC/DC变换器输出值可程控设置,输出效率高。     

用于温差发电的程控数字DC/DC变换器设计

半导体温差发电是一种将热能转换成电能的清洁能源发电技术。由于热源温度变化会使温差发电器(TEG)输出电压随之波动,产生的电能不能直接供给用电设备,因此在温差发电系统中引入DC/DC变换器完成电压的转换。针对TEG的工作特性设计了由STM32F334单片机控制的数字DC/DC变换器,进行了硬件系统整体设计和主要参数计算。变换器通过4G网络与One NET云平台进行数据双向实时传输,实现了工作状态的远程监控。样机测试中,恒压模式下输出电压纹波小于50 m V,电流纹波小于40 m A,峰值转换效率高于93%,变换器的云端监控系统操作方便且通信误码率低,为后续分布式温差发电装置的集中控制与管理提供了一定的参考值。     

基于超级电容双向多端口DC/DC变换器的设计与研究

提出了基于超级电容的双向多端口DC/DC变换器设计方法。在常见的6种单管DC/DC变换器的开关管和二极管两端分别反向并联二极管和开关管,构成双向DC/DC变换器单元,以超级电容为各个变换器单元的连接枢纽,其两端电压作为直流母线电压,构成一个各个端口之间可以互相传递能量的双向多端口DC/DC变换器。在Matlab/Simulink环境下搭建变换器模型,仿真结果证明了双向多端口DC/DC变换器的可行性。     

移相全桥DC/DC变换器双闭环控制系统设计

提出移相全桥DC/DC变换器闭环系统设计方案,基于PWM控制器件UCC3895设计一个双闭环控制系统,该系统采用电压外环和电流内环的控制方式,在电压环中引入双零点、双极点的PI补偿,电流环中引入斜坡补偿,结合实际应用对闭环系统进行实验测试,结果表明所设计的闭环系统动态响应快,稳定性好.     

六重交错并联双向DC/DC变换器设计

双向DC/DC变换器是根据需求调节能量双向传输的直流到直流的变换器.交错并联技术在大功率、多重化DC/DC变换器应用广泛,可以用较低的开关频率获得较高开关频率的输出效果,能够有效减小变换器的纹波值.本文在单相DC/DC变换器的基础上,设计一种六重交错并联双向DC/DC变换器,能够提高系统的开关频率、降低纹波电流,从而提高电压和电流精度.最后通过仿真及实验分析结果表明,六重交错并联DC/DC变换器的纹波明显小于单相DC/DC变换器,有利于电能质量的提高,证明了结论的正确性.     

一种基于GaN器件大功率双向DC/DC变换器

本文介绍了一种新的高功率双向隔离式DC/DC变换器。DC/DC转换器使用基于氮化镓(GaN)的功率开关器件。本文对10 kW GaN大功率DC/DC变换器的拓扑结构进行了优化,参数化和分析,并通过仿真和验证了其有效性。它由两个单相全桥电路、两个输入输出电感和一个高频变压器组成。高频变压器在实现两个全桥变换器之间的电流隔离方面起着至关重要的作用。使用MATLAB仿真软件对10 kW的变换器进行了建模。MATLAB仿真结果验证了变换器的性能适合于高功率应用并能实现轻负载条件下的零电压开通(ZVS)和零电流关断(ZCS)。然后,设计了一个7 kW的实验原型,以验证所设计拓扑的有效性。     

复合能源双向DC/DC变换器的建模与控制策略研究

提出一种基于超级电容的双向DC/DC变换器。根据DC/DC变换器的基本原理,在小信号假设条件下,采用状态空间平均法,建立变换器的数学模型;根据双向变换器的双向传递能量的工作原理,制定有效合理的控制策略;利用Matlab/Simulink库中超级电容模块搭建双向DC/DC变换器进行仿真,仿真和实验结果均表明,系统能够实现能量的双向传递,验证了其正确性和合理性。     

PWM DC／DC变换器的应用

在数字电路的设计中,电源是一个关键部分。数字电路大多需要直流稳压电源,且由于芯片种类繁多,所需电压也多不一样,于是DC/DC直流变换器得到了大量应用。目前使用较多的DC/DC变换器是PWM(Pulse Width Modulation,脉冲宽度调制)开关变换器,通过控制电压振荡波形占空因数来得到     

复合谐振型双向全桥DC/DC变换器

针对传统的谐振型双向全桥DC/DC变换器在能量反向推送时开关管的电流应力激增的缺点,提出了一种新型的LCL复合谐振型双向全桥DC/DC变换器,保证了能量正反向推送时开关管的电流应力均保持较低水平。阐述了谐振变换器的工作原理,建立了变换器的交流阻抗模型,在此基础上给出了变换器的参数设计方法,并通过能量注入及自由振荡控制策略实现了变换器的输出控制。通过实验结果验证了该控制策略的可行性。     

双重化双向DC/DC变换器鲁棒反演滑模控制策略研究

摘要：由于双向DC/DC变换器在储能逆变系统中承担能量双向流动任务,因此,系统能量管理关键是对变换器控制策略进行有效选择。针对双闭环控制策略在双向DC/DC变换器动态性能、谐波抑制和抗干扰能力等方面的不足,提出了一种鲁棒反演滑模控制策略,建立了锂离子电池PNGV等效电路模型,搭建双重化双向DC/DC变换器主电路,最终利用实验平台对锂离子电池组在两种控制策略下的充放电情况进行对比分析,同时对鲁棒反演滑模控制策略下输入电压大幅扰动进行了研究。实验和仿真验证了所提出方法的有效性,在锂离子电池组充放电控制上鲁棒反演滑模控制策略相对于双闭环控制策略更具有优势,且该控制策略对于提高蓄电池的充放电效率具有普遍性。     

应用于户用储能系统的电池功率自适应下垂控制

以户用储能系统为研究对象,采用下垂控制调节电池功率,即由逆变器控制直流母线,电池的双向DC/DC控制器根据母线电压调节电池功率,该控制方法的优势在于方便实现多直流源并联。双向DC/DC变换器的电路拓扑采用交错式双向Boost变换器,并给出了下垂控制器的具体设计方法。针对系统中普遍存在的因电压采样偏差(逆变器与DC/DC变换器的电压采样是独立的,存在偏差)导致的功率控制偏差问题,提出了两种电池功率自适应控制策略:电压补偿和功率补偿,并给出了具体的实施方法。最后设计了一台5 kW样机,分别实现了两种策略,并进行了对比分析,实验结果验证了所提出策略的有效性。     

基于PEV的双向DC/DC变换器的研究

介绍了一种纯电动汽车超级电容器充放电系统的大功率双向DC/DC变换器。首先给出了纯电动汽车电传动系统的结构图,然后介绍了双向DC/DC变换器的拓扑,并针对超级电容器充放电系统设计双向DC/DC变换器的控制器。     

微型降压式DC/DC模块LTM46OO

一般的DC/DC变换器集成电路由控制器、MOSFET开关管及一些功能电路组成.近年来,DC/DC变换器采用了同步整流技术,又集成了同步整流的MOSFET.凌特公司最近开发出一种微型降压式DC/DC模块,它不仅集成了控制器、开关及同步整流MOSFET及各种功能电路,并且还把可输出10A电流的电感器、软启动电容器做在一个贴片式IC中,外部只要接上输入、输出电容器及一个设定输出电压的电阻就成为完整的DC/DC模块电源.本文介绍这种微型DC/DC模块LTM4600及其应用电路.     

航天器DC／DC变换器的可靠性设计

卫星用DC/DC变换器的高可靠和长寿命,是确保其完成飞行使命的基本条件之一.但人们对DC/DC变换器可靠性的认识通常集中在元器件固有质量或产品组装工艺缺陷方面,往往忽略了系统设计(包括技术方案和电路拓扑设计、输入/输出接口设计、环境试验条件适应性设计等)缺陷和电压、电流和温度应力对可靠性的影响.     

高压大电流单片DC/DC的抗总剂量加固技术

采用电流模、电压模双环控制结构,结合峰值电流采样等关键技术,实现了一款功率集成的单片DC/DC变换器。设计的峰值电流采样、斜率补偿大大提高了系统的稳定性,提高了系统的快速瞬态响应能力;针对高压低压差线性稳压器(LDO)、电流采样等高压模块电路,通过采样齐纳二极管、高压NJFET代替高压厚栅MOSFET等的设计方法,从总体上降低高压器件的数量,在基于30 V BCD(Bipolar-CMOS-DMOS)工艺上,结合特殊器件的版图设计方法,制作出一款输入电压5.5~17 V,电压调整率小于10 mV,电流调整率小于25 mV,输出电流大于5 A,系统静态电流小于25 mA,最高工作效率为93%的高效单片DC/DC,其抗总剂量能力大于100 krad(Si)。     

多相PWM控制DC／DC变换器

概述 近年来,随着一些高性能CPU的出现,如Pentium 4、Athlon等,需要输出电压更小,更大电流的DC/DC变换器,对热性能、EMI及负载瞬变应答(Load Transient)的要求也不断提高。传统的单相DC/DC变换器日益显示出局限性。多相DC/DC变换器以其独特的性能,为高性能CPU电源的解决方案开辟的一条新路。     

一种新型DC/DC变换器实验系统开发

为强化DC/DC变换技术的实践教学,基于多绕组变压器和反激电路原理,开发一套DC/DC变换器教学系统。设计变换器的拓扑结构,分析工作原理及控制策略,计算变换器系统参数,建立数字仿真模型,设计变换器主电路、输出电压采样电路、开关管驱动电路等来搭建变换器实验平台。实验教学应用表明,该变换器实现宽输入/输出电压范围功能的同时,能够提高学生的电力电子技术综合实践能力。     

基于锂电池化成的新型双向DC／DC拓扑结构研究与建模

提出一种用于锂电池化成技术的新型双向DC／DC拓扑结构。采用两级双向DC／DC拓扑结构,一级使用半桥双向变换器,另一级使用Buck—boost双向变换器,用数字信号处理器对Buck—boost双向变换器进行闭环控制,能实现输入电压和输出电压有较大压差的情况下进行变换。在Matlab／Simlink下对该拓扑结构进行验证。结果表明,该变换器性能稳定,能有效地实现3V电池电压和400V母线电压双向变换。     

电动汽车隔离型DC/DC辅助电源模块的可靠性设计

提出一种新型的电压前馈补偿的准谐振、零电流开关DC/DC变换器电路设计方案,并对DC/DC辅助电源模块电路拓扑结构的进行论证和选择,运用电磁兼容性(EMC)设计方法,研制并开发电动汽车用隔离型DC/DC辅助电源模块。     

一种基于ACOT的高效降压型DC/DC变换器

采用自适应恒定导通时间(Adaptive Constant On-Time,ACOT)控制模式,设计了一种高效的降压型DC/DC变换器。该电路结构简单,无需进行环路补偿,具有瞬态响应快、在全负载段内转换效率高、频率集中等优点。基于0.6μm 16VCD工艺,对设计的降压型DC/DC变换器进行仿真验证。结果表明,该变换器在轻载下的效率高于83%;在全负载范围内,最高效率达到97%;系统的工作频率不随输入电源电压变化,具有快速的瞬态响应速度。