开关电容滤波器设计与仿真方法的研究

为解决开关电容滤波器不能直接应用传统的电路分析程序和仿真方法的设计问题,提出了将开关电容网络的时变拓扑,变换为时不变拓扑,再对时不变网络进行分析的方法.建立了开关电容模拟电阻的z域模型,应用电阻替代方法,设计了二阶开关电容滤波器电路.将二阶开关电容滤波器级联,给出了8阶切比雪夫低通开关电容滤波器的设计与仿真实例,并给出了实现低Q值开关电容滤波器模型的SPICE程序.仿真结果显示,开关电容滤波器与有源低通滤波器的输出特性曲线相一致,满足切比雪夫低通滤波器的设计要求.该滤波器设计方法原理简明,建立模型容易,给出的开关电容模拟电阻的SPICE模型也非常理想,适合于高通、带通、陷波等各种滤波器的设计与仿真.     

开关电容网络Z域回路拓扑分析

导出了开关电容网络的开关电容支路集的Ｚ域特性，给出了开关电容网络Ｚ域回路拓扑分析法。     

开关电容网络的Z域分析

本文给出了开关电容(SC)网络中电容支路的含有受控源的Z域模型,把时变的SC网络转化为Z域的线性时不变网络,把线性时不变网络的回路分析法和节点分析法推广到SC网络的Z域分析。     

开关电容网络的符号网络函数

本文提供了用计算机求得两相开关电容网络的符号网络函数的一种方法。它利用了不定导纳矩阵的概念,在符号网络函数的产生中应用了代数法与符号编碼相结合的方法。本方法对开关电容网络的拓扑结构无任何要求。为了说明本方法及其有效性,本文提供了用FORTRAN编写的程序,并对开关电容积分器以及四阶有源滤波器进行计算和检验。     

非理想开关电容网络的双图分析法

本文提出了非理想开关电容网络(SCN)分析的新方法——双图分析法。通过一定近似,我们在电压-电荷域形成方程,把连续系统转为离散系统求解,且这种方法能直接用来分析理想开关屯容网络。我们还采取措施消除了系统方程的奇异性,使本文的方法适合于分析任意输入、任意拓扑、任意开关相数的开关电容网络,且具有存储量少、运算速度快等优点。     

一种新型Z源逆变器

为了提高逆变器直流侧输出电压,提出了一种新型Z源逆变器。该拓扑结构将Z源网络中的传统电感用开关电感代替,并且将两个开关电感型准Z源逆变器并联构成升压模块。讨论了该电路的工作原理,并用MATLAB软件进行仿真验证。仿真结果表明:该拓扑结构在较短的直通时间内升压能力更强,有效地减小了Z源网络中一个电容的电压应力,达到预期设计的目的。     

开关电容DC－DC变换器的效率及其改善

将开关电容网络应用于ＤＣ－ＤＣ变换器，并从能量的角度研究了其效率，得出一个对各种开关电容变换器均适用的公式。提出几种能改善效率的开关电容ＤＣ－ＤＣ变换器新拓扑结构。计算机仿真和实验结果均与理论分析一致。     

开关电容DC—DC变换器的效率及其改善

将开关电容网络应用于ＤＣ－ＤＣ变换器，并从能量的角度研究了其效率，得出了一个对各种开关电容变换器的无适用的公式。提出了几种能改善效率的开关电容ＤＣ－ＤＣ变换器新拓扑结构。计算机仿真和实验结果的均与理论分析一致。     

从系统方程角度证明SC网络特性与电容比的关系

本文从系统方程角度证明了任意拓扑、任意输入的理想多相SC网络的所有频率特性,在电容比保持不变的情况下,与电容绝对值无关,从而进一步揭示了SC网络的基本原理,完善了其基本理论。     

基于开关布尔矩阵的高阶谐振开关电容变换器潜电路分析

针对谐振开关电容变换器输出特性异常现象,以四阶谐振开关电容变换器为例,给出了应用电力电子变换器的开关布尔矩阵分析方法,分析高阶谐振开关电容变换器拓扑潜在电流路径的详细方法,为形成系统化的复杂电力电子变换器潜电路分析技术提供了依据。     

采用变结构控制改善DC-DC变换器的性能

提出将串并电容组合结构开关电容网络与传统Ｃｕｋ ＤＣ－ＤＣ变换器相结合,并采用变结构控制方法,令串并电容组合结构的阶数随输入电压而变化,以确保Ｃｕｋ ＤＣ－ＤＣ变换器在很宽的输入电压动态范围内普遍具有较高的转换效率,提出令开关电容ＤＣ－ＤＣ变换器的拓扑结构随着输入电压的变化而改变,从而解决了开关电容ＤＣ－ＤＣ变换器中输入电压动态范围和转换效率之间的矛盾。实验结果表明,提出的方法是可行的。     

电力电子变换器开关拓扑的图论分析方法

提出了适用于电力电子变换器拓扑分析的广义连接矩阵,用于判别给定拓扑的电力电子变换器的开关路径,为分析变换器的开关模式提供了一种新的方法。同时,通过将变换器实际开关电路模态与电路设计的正常工作模态比较,可以判断变换器是否存在非设计要求的潜在开关路径,以便设计者及时对变换器的开关结构进行改进。最后,以三相PWM整流器和零电流谐振开关电容变换器为例,进行了详细的应用研究分析,验证实例证明了所提出方法是正确和有效的。     

无源开关电容网络阻抗标度变换设计法

改进了目前采用的开关电容网络阻抗标度设计法，使模拟滤波器可以用无源开关电容网络完成．     

一种低输出纹波的开关电容DC-DC变换器

论述一种新的开关电容ＤＣ－ＤＣ变换器的拓扑结构。在设计中采用两个附加的对称电容器以及相应的开关,以减少由于输出电容的等效串联阻抗造成的输出电压纹波电平。文中以一个１２Ｖ／５Ｖ的变换器为例讨论了这种方法。ＰＳＰＩＣＥ仿真和实验结果表明该方法是可行的。     

新型多输入升压变换器的交错控制研究

在基于开关电容网络的多输入升压变换器中,由于其开关管必须同时导通、同时关断,因此很难实现对各输入源的独立控制.基于此,对开关电容网络的结构进行改变,并采用交错控制策略进行研究.首先对基于交错控制的双输入升压变换器的工作原理及性能进行了分析,然后通过拓扑推演得到了n路输入的高升压变换器.最后,进行了仿真和实验研究,实验结果表明:该变换器不仅具有较大的电压增益,而且允许所有开关管不同时导通、不同时关断,并且占空比不完全一致,实现了各输入源的独立控制,在新能源利用方面具有一定的优势.     

开关电容网络全相拓扑分析法

本文把开关视作固定的支路,因此,等效电路的拓扑图与原理电路的拓扑图相同,可称做全相拓扑,电路变量用序列表示,采用本文规定的一些代数运算规则运算、电路方程和方程的解答是全相的,从这些全相解答中导出各相的解答。本文提出的全相拓扑分析法特别适合于多相开关电容网络的分析。     

开关电容网络不变拓扑时域分析通用程序

本文根据参考文献[1],将开关支路视为固定支路,使得开关电容滤波器的拓扑图成为时不变的。输入电路拓扑,即可求得其基本割集矩阵,对应于各相开关状态,得到相应的输出方程,由输出方程迭代,即得时域解。本程序适用于SCF中各种时钟脉冲类型、相数及信号波形。本程序用FORTRAN语言编号,共分六个程序段,利用外存覆盖使小机器运行较大程序,已在IBM—PC机上通过。本程序在PC机上运行规模为100条支路,50个节点。     

开关电容风络的噪声模型及机辅分析

本文在开关电容积水块分析方法的基础上，对开关电容网络中存在的噪声源及对网络噪 的贡献进行了讨论。     

基于开关串联和延时驱动的高压方波脉冲源研究

在全固态Marx发生器的基础上进行电路拓扑的改进:充电方式采用高压直流充电;多级电容储能合并为一级高压电容储能,减少电路的寄生参数;通过一级半导体串联开关对高压电容输出的直流电压进行斩波形成高压脉冲;增加一组截尾开关,快速释放负载的残存电荷,在脉冲末尾形成快速的下降沿。详细分析了串联半导体开关驱动电路的特点后,设计了串芯磁环隔离驱动电路和共原边延时驱动电路来满足驱动要求。最后在20 kΩ阻性负载上实现10 kV的高压方波脉冲输出。     

雪崩光电二极管反向偏压电路设计及仿真

为解决雪崩光电二极管正常工作时需要的直流反向偏压问题, 提出了利用电感式升压电路的设计方法。该方法利用开关管、 单电感、 电容、 电阻对5 V直流电进行升压, 结合555芯片组成的压控振荡器产生频率信号, 控制开关管的导通与关断, 并利用反馈电路控制压控振荡器的频率, 同时采用Multisim9进行仿真。仿真结果表明, 当输入电压为5V时, 输出电压为160.096 V且保持稳定不变, 解决了雪崩光电二极管在正常工作时需要在阴极加上很高直流反向偏压的问题。