BUCK型变换器的不同工作模式分析与仿真

针对BUCK变换器的基本原理研究,分析BUCK型变换器CCM、DCM、BCM在三种不同模式下电路参数及特点,推导出不同模式下稳态电压增益和连续模式下纹波电压等电源参数公式,利用Simulink搭建BUCK变换器模型,在仿真模型中,设计不同电感、电容、开关频率等电路参数输入,输出电流及电压仿真波形,且与理论值进行比较,基本一致。实验结果表明,该仿真模型便于了解不同模式下BUCK变换器的工作特性、电路参数及对无源器件的选择。     

软开关BUCK电路研究

在计算机、消费产品等多电源供电的系统中,BUCK型DC／DC变换器有着很普遍的应用。本文分析了一典型的ZVT-PWM变换器,设计了一种新型ZVT-PWMBUCK变挟器,并对新型变换器进行了仿真验证。结果显示,改进的变换器较典型的变换器有更高的工作效率。     

新一代计算机电源开关变换器的建模分析

介绍新一代计算机电源同步整流BUCK变换器工作在连续状态的建模分析,给出一种新的开关变换器的建模分析方法。该方法考虑了变换器在寄生元件,功率开关等效为理想开关与开通电阻的串联,理想开关由受控电流源和受控电压源替代,基于能量守恒原理确定开通电阻等效平均值,为了简化模型,建立了将平均寄生元件转移到电感之路中的映射规则,推导了同步整流BUCK变换器工作在连续状态的大信号平均模型、线性电路模型、DC和小信号电路模型,导出了开环传递函数,并进行了计算机仿真分析,结果令人满意。该建模分析方法的优点是考虑了变换器的寄生元件,其运算量比状态空间平均法小得多,模型直观、物理意义明确,便于进一步分析研究。     

基于人工神经网络识别DC/DC变换器混沌行为的研究

DC-DC变换器在某些特殊参数下,其工作行为会发生很大的变化,由稳态发展成混沌态,输出特性呈恶化趋势.以PWM型BUCK变换器为研究对象对其在不同电路参数下的输出信号进行了分析研究,提出采用人工神经网络识别DC-DC变换器的混沌行为,首先对DC/DC变换器的输出信号进行特征值的提取,并提出了改进学习算法,加快收敛速度.最终通过仿真和实验验证了该方法的可行性.     

高压谐振型DC-DC变换器的调压调频控制方案

为解决高压开关电源高频化过程遇到的变压器分布参数对性能影响的问题 ,采用谐振变换器技术方案 ,通过调整回路参数 ,使变换器工作在谐振状态 ,减少了系统的损耗。建立了包含 Buck变换器、谐振变换器、高压变压器和倍压整流器的直流高压开关电源系统仿真模型。通过仿真 ,分析了谐振变换器工作过程 ,研究了主回路电气参数对谐振变换器的影响。仿真说明谐振变换器工作在感性状态开关损耗较小。实验结果验证了仿真分析的正确性。     

耦合电感式高增益Boost变换器分析研究

在新能源电动汽车、风力发电和光伏发电并网系统中,需要采用非隔离高增益直流变换器。传统Boost变换器的电压增益和效率受开关器件、电容和电感等影响,并且占空比不能大,电压增益较低。在传统Boost变换器的基础上,利用耦合电感的特性,将其应用在传统Boost变换器拓扑上,通过改变耦合电感匝比来提升电压。首先分析了耦合电感高增益直流变换器在考虑漏感和不考虑漏感情况下的工作原理以及性能分析,然后进行仿真分析,仿真结果验证了理论分析的正确性。     

基于电流反馈模糊控制算法的光伏模拟器研究

设计与研究了一种基于BUCK直流变换器和电流反馈模糊控制算法的光伏电池阵列模拟器.该模拟器实时采集BUCK变换器输出电压并代入光伏电池工程数学模型,计算出电池电流作为模糊控制器的输入参考电流.该参考电流与BUCK变换器输出电流的差值及差值变化量作为模糊控制器的2个输入.模糊控制器通过模糊算法计算BUCK功率开关的导通占空比,使BUCK变换器的输出电压和电流准确对应于光伏电池V-I特性曲线的期望工作点,实现光伏特性模拟.模糊控制器使用三角形模糊隶属度函数,输入与输出变量的论域规范为[-3,3],模糊规则49条.Matlab/Simulink仿真模型与试验系统的实验结果表明,模糊控制模拟器不仅能准确模拟光伏电池的静态输出特性,还能快速跟踪工作点变化或外部环境变化的光伏电池特性,超调量小于3.5%,稳态误差小于3.6%,纹波系数小于3%,跟踪时间约为0.3s,能够为光伏发电系统的研究与开发提供优良的光伏阵列实验设备.     

直流变换器的建模仿真

针对燃料电池的应用条件和特点,分析和研究了直流变换器电路的电流和电压关系,通过引入参数变量,将Boost变换器开关过程表征为统一的状态方程,进而应用Matlab/Simulink的两种建模方法对变换器进行了仿真,得到了与理论相符的结果。     

基于双向变换器的光伏储能控制

光伏发电系统通过双向变换器引入储能环节进行控制,光伏电池发出的能量经DC-DC变换后供给直流母线侧负载,并通过双向变换器使用蓄电池进行能量管理.介绍了双向变换器的工作原理,分析了光伏电池、蓄电池和直流母线负载所消耗的能量处于不同状态时的系统能量管理策略.给出了基于Boost变换器的光伏电池最大功率跟踪的控制算法和基于双向变换器的蓄电池充放电控制算法,提出了一种改进的充电控制策略.以MATLAB/Simulink为仿真平台,搭建了该系统的仿真模型,并针对系统的各工作状态进行仿真研究,仿真试验结果验证了该系统控制算法的合理性和可行性.     

实用的多输出机车直流变换器

针对目前机车大功率直流变换器结构复杂,容易发生故障等现象,参照现有的机车直流变换器和微机开关电源原理,设计了一种相对简单、可靠的中、大功率直流变换器。介绍了该多输出机车直流变换器的工作原理,阐述了主电路和保护电路新的设计方法,对调试中容易出现的问题进行了分析,并给出了解决方案。实际应用表明,该直流变换器运行可靠,效率高,具有良好的实用价值和推广意义。     

BUCK变换器中的混沌现象与输出电压稳定的研究

由于存在非线性开关元件,BUCK型DC-DC功率转换器的拓扑结构不断变化,因此在电路实际运行过程中必然蕴涵着十分丰富的非线性现象如分岔、混沌。本文以BUCK电路为例,通过典型电路模型建立电路数学模型,分析电路中的非线性现象与输出电压的关系。通过MATLAB/SUMILINK仿真验证了BUCK电路数学模型和数学分析的正确性,最后从混沌现象用MULTISIM分析探讨输出电压稳定性。     

Zeta变换器的切换建模

针对Zeta变换器在建模过程中进行大量简化,使其模型描述不精确,或含有复杂的表达式,使得计算量大的问题,提出了一种同时适用于连续传导模式(CCM)和不连续传导模式(DCM)的切换建模方法。首先根据Zeta变换器的自身结构,推导了Zeta变换器的不同工作状态,并结合切换理论,分析了不同工作状态间的切换条件。其次,引入逻辑命题及等价转换原则,根据Zeta变换器的工作过程,将Zeta变换器在不同工作模态间的切换条件转换成约束不等式,从而建立Zeta变换器在CCM和DCM模式下的统一模型。最后,对运行在CCM、BCM(临界传导模式)和DCM模式的Zeta变换器进行了仿真实验,并与状态空间平均法及平均开关法进行了对比,仿真结果验证了所提方法的有效性。     

基于脉冲波形积分法的三电平变换器的统一建模

针对三电平DC-DC变换器开关数目多，开关模态复杂，难以用传统建模方法对之进行统一建模，用脉冲波形积分法对三电平DC-DC变换器进行建模分析，得到了有效的统一模型．文中以Buck三电平DC-DC变换器为例，详细阐明了统一建模原理，并给出了三电平DC-DC变换器的统一建模方法．仿真分析与实验验证了理论分析的结果，表明基于脉冲波形积分法对三电平DC-DC变换器进行统一建模是行之有效的．     

基于0.5 μm CMOS工艺的BOOST变换器设计

针对便携式通信设备对DC-DC变换器的输出电压纹波和效率要求较高的问题,提出了一种同步整流模式的BOOST型DC-DC变换器电路,以提高芯片的转换效率。该设计采用CSMC （Central Semiconductor Manufacturing Corporation）0.5 μm CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）工艺,并利用0.5　μm双层多晶硅三层金属的CMOS工艺实现了电路的版图绘制。仿真结果证明,变换器能稳定输出电压,并具有较小的电压纹波和较高的转换效率等优点。     

一种新的开关电源变换器控制策略及其仿真实现

针对传统变换器响应速度慢、无法有效适应负载突变的缺点,本文提出了一种新的控制策略,该方案以BUCK变换器为模型,在目前较为流行的V2（voltage-voltage）控制策略的基础上,在内反馈环中采用电感电流与输出电压相加作为反馈量,以此实现高效、快速的信号转换。仿真结果表明该方案能够对负载突变具有较快的响应速度,并且具有良好的抗干扰能力。     

双向buck-boost直流变换装置仿真

针对某大功率双向buck-boost直流变换装置进行了设计和仿真研究,确定了装置的主电路拓扑结构,根据设计需要计算选择了主元器件参数,搭建了基于电流模式闭环控制的双向直流变换装置的仿真模型.引入工程设计法设计了该装置的电流调节器和电压调节器.该方法简化了闭环系统的设计,满足工程设计指标的需要.基于所搭建的仿真模型对双向直流变换装置的输出特性进行了仿真,仿真结果符合设计要求,设计方法合理有效.     

大功率高效率无源谐振软开关Boost DC-DC变换器

提出了一种新型的无源谐振软开关Boost DC—DC变换器拓扑,并重点分析了该拓扑结构的7个工作模态和工作波形。通过在常规的Boost电路中增加少量L,C,D器件,使主功率开关管和功率二极管工作在谐振软开关状态,提高了效率和可靠性。用软件Pspice对该电路拓扑进行了仿真,并通过实验得到了基于该电路拓扑研制的90kW DC—DC变换器的主功率器件开关波形。该变换器已经成功地应用在中国第1辆燃料电池城市客车中,各项技术指标均满足使用要求。     

用于DC-DC变换器的非线性PID控制

由于经典PID控制对被控系统的参数摄动比较敏感，将非线性PID控制方法引入DC—DC变换器，可以使变换器具有很强的的鲁棒性、适应性和稳定性．以Buck—Boost变换器为例，给出了非线性PID控制的仿真模型，针对变换器输入电压波动、负载波动和内部参数摄动对输出电压的影响，分别作了仿真试验和分析．仿真结果表明，将非线性PID控制应用到Buck—Boost变换器中能够使得变换器对外部及其内部参数的摄动有良好适应性、此外，该控制还可以应用到其它类型的DC—DC变换器中。     

一种多端口双向DC-DC变换器控制系统设计

目前,多端口双向DC-DC变换器在燃料电池电动汽车等可再生能源发电系统中获得了更多的关注.针对一种三半桥双向DC-DC变换器,构建了双闭环控制系统,同时为了获得快速动态响应,设计了一种带有解耦网络的控制策略.最后,仿真和实验结果证明了该方案的合理性.