IGBT模型优化及其在Buck变换器中的功耗分析

以绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的物理结构为基础,建立并优化器件的电路仿真分析模型,并对器件电路模型的开关特性进行了模拟分析,结果显示该模型基本能反映出IGBT的开关特性及开关过程中的拖尾效应;进而把该器件电路模型引入基本Buck变换器中,并对IGBT在Buck变换器中的功率损耗进行了仿真分析,结果显示随着门极控制信号的开关频率或占空比的提高,器件的功率损耗逐渐变大,其变化趋势可以为Buck变换器设计及电路工作条件的选择提供参考。     

基于现场可编程门阵列Buck变换器的实时仿真技术

利用FPGA的并行计算特性,在电力电子模型的实时仿真中FPGA可以实现纳秒级的仿真步长,能够更加真实的呈现电力电子开关器件的特性.通过分析Buck变换器在电感电流连续导通模式下的数学模型,基于XILINX公司的System Generator搭建了Buck变换器的数学模型,并对其进行了实时仿真,与器件仿真的结果进行了对比,从仿真结果中,可以看出该数学模型的有效性,可以在一定误差范围内取代Buck变换器的器件模型,同时也为实际的电路研制和调试提供了思路.     

双Buck ZVT-PWM电路在直流斩波器中的应用

分析了Buck ZVT-PWM电路的工作情况,并给出了双Buck ZVT-PWM电路的Matlab仿真波形;设计了以DSP为控制核心的驱动信号产生方法,并将该电路应用于斩波器中,以完成斩波器调速系统的双闭环控制。实验证明,当主开关管在零电压下开通时,变换器整体效率达91.2%,相对于单Buck变换器,其抗干扰性强,具有较高的实用价值。     

Buck变换器最优负载瞬态特性分析

分析电感电流连续工作模式(continuous conduction mode,CCM)Buck变换器的最优负载瞬态响应过程,通过负载跃变阈值概念的提出,获得负载突变时Buck变换器输出电压的最优超调量(跌落量)和稳态调节时间,仿真分析和实验研究结果表明,Buck变换器在负载跃变时存在最优瞬态工作过程。研究最优负载瞬态特性在滑模控制Buck变换器中的应用,仿真研究结果表明,最优负载瞬态特性的研究对Buck变换器主电路参数和控制策略的设计与实现具有重要的指导意义。     

BUCK变换器状态空间平均法建模与闭环仿真

DC-DC变换器进行建模和仿真,对实际电路的设计调试有一定的指导意义。运用状态空间平均法建立Buck变换器CCM模式下的模型,并对交流小信号模型进行一定分析。设计了反馈控制回路,借助MATLAB仿真工具,建立开环和闭环系统的状态空间及电路仿真模型。通过对仿真结果的分析,可以得出状态空间平均法建立的模型与实际电路模型在动态性能及稳态输出方面基本相符,对于变换器理论分析等工作有较大参考意义。     

采用耦合电感的零纹波滤波网络

耦合电感作为变换器设计中的重要部件已经存在很多年了，但其工作机理却没有得到足够的认识，本文将其引入LC滤波网络代替原来的独立电感，建立数学模型并对该网络进行了频域特性分析，最后对它在Buck电路中的应用做了说明和仿真，仿真波形说明了该应用的有效性。     

Buck变换器电容电流平方滞环（CCSH）控制方法

针对微处理器对Buck变换器快速动态响应速度的特殊要求,提出了Buck变换器电路理想的过渡过程波形。通过对理想波形的定量分析,得到了其实现方法:电容电流平方滞环(CCSH)控制方法。Matlab仿真结果验证了其优越的控制性能。     

基于PSpice软件的单相Boost变换器的仿真研究

随着计算机性能的提高,使用计算机仿真方法帮助掌握电气工程领域的基本知识并解决设计问题成为通用的方法。PSpice是一款功能强大的专用于电力电子电路的仿真软件,可对各种模拟电路及数字电路进行仿真,它的仿真波形与试验电路的测试结果十分相近。本文应用PSpice对Boost变换器的全部工作过程进行了仿真与分析,并对电路中储能元件的各种工作状态进行了分析,给出了大量直观的仿真波形,可以帮助加深对Boost变换器的理解。     

Buck变换器在Matlab／Simulink下的仿真研究

首先分析了Buck变换器的工作原理,推导出Buck变换器电路参数的计算公式;然后介绍了Buck变换器的控制技术及其特点;最后在Matlab／Simulink下建立仿真模型。仿真结果验证了提高开关管的频率,可使输出电压更平稳。     

基于LM2576的Buck型直流变换器设计

分析了Buck直流变换器电路模型的基本工作原理,详细阐述了基于LM2576芯片实现的Buck型直流变换器电路原理及电路中每一个元器件参数的设计过程,给出了实际设计方案,并提出了设计方案实际实施过程中的注意事项。     

电流型控制单电感双输出Buck变换器的动力学行为分析

通过对电流型控制单电感双输出(single-inductor dual-output,SIDO)Buck变换器工作原理的描述,推导了三个电感电流边界,建立了电流型控制SIDO Buck变换器的离散迭代映射模型。采用分岔图和李雅普诺夫指数,分析了以输入电压和输出电压为变化参数的分岔行为。通过稳定性分析,得到了电流型控制SIDO Buck变换器从稳定的周期1工作状态到不稳定工作状态,从电感电流连续导电模式到断续导电模式转移的分界线方程,并利用参数空间映射图对变换器的工作状态域进行了估计。研究结果表明:随着电路参数变化,电流型控制SIDO Buck变换器发生了倍周期分岔和混沌,且运行轨道与三个边界碰撞后产生不同的分岔路由,包括周期数倍增和工作模式转移。最后,建立了电流型控制SIDO Buck变换器的仿真和实验电路,时域仿真和实验结果验证了理论分析的正确性。     

基于双Buck电路的改进MMC变换器研究

模块化多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)在高压大功率场合具有广泛应用前景,但其拓扑结构中存在桥臂直通导致的电容短路等隐患。设计了一种基于双Buck电路的MMC变换器,即以双Buck电路而非桥式电路作为MMC变换器的基本单元。基于双Buck电路的MMC变换器消除了桥臂直通和体二极管反向恢复问题。对该拓扑的工作原理及运行方式进行了分析,给出一种基于最大(小)值电容排序投切的控制方法,以实现电容电压的均衡控制,并在Saber平台上进行了建模仿真,仿真结果与理论分析相符,提高了系统的稳定性。     

基于Saber的Buck电路仿真与分析

通过电路仿真可以缩短产品开发周期,减小研究开发成本;另外还可以使得电力电子课堂教学概念讲解直观化,理论结果可视化。本文介绍了Saber仿真软件的组成、特点和分析功能,并采用Saber软件对降压式DC-DC变换器(Buck电路)进行了仿真研究,分析得到Buck电路工作机理,体现了理论结果的直观化和可视化,为Saber软件进一步应用奠定了基础。     

LC滤波直流斩波电路的对偶性分析

Buck型直流变换电路在直流传动、蓄电充电和开关电源等电力电子变换装置中得到了广泛应用。带LC滤波的Buck型直流变换电路在电路结构、输入输出等效电路及波形方面存在着很强的对偶性。文章结合带LC滤波的Buck电路模型,通过对电路做等效变换、理论解析和波形分析,研究了电路中存在的对偶性。并建立了MATLAB/Simulink仿真模型,仿真分析的结果验证了有关理论和对偶性分析方法的正确性。     

零电流准谐振Buck变换器的磁集成研究

以零电流准谐振Buck变换器为例,引入谐振电感和谐振电容与变换器中的功率开关管组成谐振开关.通过谐振,使流过功率开关管的电流呈正弦波形,为功率开关管创造了零电流开关条件.对分立的谐振电感和滤波电感进行磁集成,阐述集成后Buck变换器工作原理.用Saber软件对集成后的电路进行仿真.分析谐振电感和滤波电感的耦合系数对谐振...     

几何参数法在小型风力发电系统中的应用

为实现较大风速变化范围内的功率控制,提出了将Buck变换器应用于小型风力发电系统的结构。采用几何参数法(K-G法)设计了Buck变换器的电感,并基于PWM开关模型建立了Buck变换器的小信号交流模型。在Matlab环境下分别建立了Buck变换器的电路仿真模型和传递函数的仿真模型,并利用该模型构建了以蓄电池和电阻为负载的风力发电系统模型。对Buck变换器的实验研究和对蓄电池充电的仿真研究结果表明,Buck变换器能满足风力发电系统功率控制的要求。     

滞环调制全局滑模控制Buck变换器设计

研究Buck变换器的瞬态特性与全局滑模系数的关系,分析滑态移动参数的选取方法,给出一种实现全局切换函数的方法。分析Buck变换器稳态工作时的输出电压纹波,提出全局滑模控制Buck变换器的瞬态情形的判定条件。利用Matlab/Simulink实现全局滑模控制器并进行仿真研究。仿真和实验结果表明,全局滑模控制Buck变换器的瞬态情形判定条件和瞬态初值赋定方法正确有效,全局滑模系数和滑态移动参数的选取方法合理,全局滑模控制较传统滑模控制具有相近的负载瞬态特性和更好的鲁棒性。     

PSpice在电力电子技术教学改革实践中的应用

计算机仿真为电力电子技术的教学及设计提供了一个有效的工具,文中对PSpice仿真软件在电力电子技术教学改革实践中的应用进行了研究.以三相桥式整流电路以及Buck电路为例,建立电路模型.给出仿真结果.结合仿真过程及结果分析进行教学可以使学生更容易理解、掌握相关的知识;基于这个平台,学生自己可以根据要求设计电路,并通过对电流、电压等波形的分析对其性能进行检验;对提高教学质量、培养创新人才具有重要的意义.     

基于有源箝位反激变换器机内辅助电源的稳态分析与小信号特性

研究了有源箝位反激变换器的稳态工作原理和关键电路参数设计准则。采用状态空间平均法，建立了变换器平均模型和小信号模型来预测有源箝位支路对有源箝位反激变换器小信号特性的影响。给出了变换器原理试验结果和变换器小信号特性Matlab仿真波形。应用电流控制有源箝位反激变换器设计并研制成功的高频软开关机内稳压电源具有功率密度高、变换效率高、过载与短路能力强、可靠性高等优点。     

四端口直流变换器输入与输出关系的研究

在光伏发电系统的应用背景下,结合新能源发电要求,研究了一种用于新能源发电系统的四端口直流变换器。该变换器通过复用两路Buck/Boost和移相全桥变换器的4个桥臂开关管而得到,电路简洁,功率密度高。首先,通过对主电路工作原理分析;然后基于伏秒平衡原理对变换器进行全面分析,并推导出变换器输入输出电压关系;最后通过Saber仿真软件搭建电路模型。仿真结果与理论分析结果一致,验证了理论分析的准确性和有效性。