具有自适应电感共享策略的压电能量收集电路设计与实现

针对以电池为能量供给的传感设备必然存在因电池寿命的限制或自身电能的逐渐耗尽而造成的失效问题，提出了一种具有自适应电感共享策略的压电振动能量收集电路，通过将环境中的机械振动能量最大化地转换为电能并供给传感设备使用，可实现传感设备的无电池自获能供电，并大幅延长传感设备的使用寿命。该能量收集电路在原有并联电感的同步开关收集电路结构和buck-boost功率级拓扑的阻抗匹配变换器结构基础上，通过建立“先到先得”的自适应电感共享策略，避免了仲裁器的使用，大幅简化了电路设计，并实现了仅需单一电感的压电振动能量收集系统，提升了系统的集成度。此外，对电感共享造成的竞争给出了详细分析，并在此基础上进一步优化了整体电路，实现了最大功率点追踪算法。采用标准180 nm CMOS工艺，完成了压电能量收集电路的设计工作。仿真结果表明：bias-flip整流器在2 V和3 V开路电压激励下，输出功率分别达到了55.01μW和111.59μW,较传统全桥整流器，分别实现了6.40倍和4.48倍的输出功率提升；引入电感共享策略后，变换器的最大输出功率可达110.04μW,相比于非电感共享策略，电感共享策略下变换器峰值...     

单相二极管箝位三电平级联整流器的研究

为了解决级联整流器的输出电压均压问题,改进了一种基于比例积分(Proportional Integral,PI)控制器的直流电压均衡方法,并将其应用于单相二极管箝位三电平级联整流器中.以三模块级联整流器为例,利用Matlab/Simulink进行了系统仿真,同时搭建了一套小功率实验平台并且实现了实验验证.仿真和实验结果表明:在采用改进的直流电压均衡控制算法下,可以有效地实现直流侧电压稳定,而且经改进的直流电压均衡控制算法更加简单,方便向更多级联模块扩展.     

电传动推土机牵引性能匹配的变压控制方法

电传动推土机动力总成包括发动机、发电机、超级电容以及轮边驱动电机,其载荷变化范围大且具有突变性的动力学特征,使发电机与电动机难以实现全局功率匹配.针对电传动推土机动态牵引性能匹配这一关键问题,提出基于双DC-DC(直流-直流)变换器的直流母线电压变压控制方法.即在直流母线与发电机之间加入DC-DC变换器,控制发电机的额定电压工作点,实现发动机在额定工况点工作的高效目标;在直流母线与电动机之间加入DC-DC变换器,根据实时载荷所表达的系统状态变矢量调节变压系数,控制发电机与电动机相对于载荷变化的动力学匹配关系,使发电机与电动机在全载荷意义上实现功率匹配,保证其牵引性能的发挥.通过某型号推土机开发过程性能匹配及其系统数字化模型仿真试验,验证了基于双DC-DC变换器的直流母线电压变压控制方法的有效性.     

基于分段延迟反馈的Buck-Boost变换器 混沌控制

针对Buck-Boost变换器在脉冲输入电压作用下存在的分叉与混沌现象,提出一种分段延迟反馈控制法.建立了该变换器的离散迭代映射模型,研究了该变换器采用分段延迟反馈控制的具体设计方法,进一步分析了系统的稳定特性并研究确定了实现系统稳定运行时控制参数的取值范围,最后对上述理论分析的正确性进行了仿真验证.结果表明:分段延迟反馈法对Buck-Boost变换器在脉冲输入电压作用下所表现的混沌现象具有很好的抑制作用,因而对于确保变换器的稳定运行具有意义.     

峰值电流型DC-DC Boost变换器斜坡补偿技术优化

以峰值电流型DC-DC Boost变换器为模型,针对无斜坡补偿时变换器出现的次谐波振荡不稳定现象以及固定斜坡补偿降低了参考电流和输入功率等问题,提出优化补偿策略。对无斜坡补偿、固定斜坡补偿、优化斜坡补偿进行分析,分别推导出其参考电流和电感电流平均值的表达式。通过仿真和对比实验验证了理论分析的正确性及所提出优化补偿策略的有效性。     

开关变换器电磁干扰的混沌抑制技术研究

针对工作在高频状态下的开关变换器产生的瞬态脉冲含有高频谐波从而形成电磁干扰,电磁干扰通过传导和辐射的途径传播,不但对电网造成污染,而且直接影响到周围其他用电电器的正常工作这一现象。提出了开关变换器电磁干扰EMI的混沌抑制技术的分析和研究,主要以DC-DC Boost变换器为研究对象,介绍了Boost变换器的电路结构及工作原理,建立了状态方程,进行Pspice模拟仿真。证明从Boost变换器中固有的混沌现象出发,在不附加任何外围电路的情况下,通过变换参考电流的方法来使开关变换器的输入电流由普通周期状态变为混沌状态,使周期信号能量集中的频率谱线变为连续平滑频谱,降低高幅值的谱线,从而降低开关变换器的电磁干扰水平。     

基于MATLAB设计电压型Buck变换器

本文基于电压控制型Buck电路提出了一种双极点双零点补偿网络控制器,用一对零点来抵消输出滤波器双重极点的谐振增益,通过建立Buck变换器的小信号等效电路模型,应用MATLAB对补偿器和整个电路进行了仿真分析,验证了理论分析与设计的正确性,设计的变换器在保持足够的稳定裕度下可获得较好的稳态和动态性能。     

DC-AC型非接触电能传输系统变换器设计

提出了适用于DC-AC型非接触电能传输(CPT)系统的新型电路拓扑,并采用不对称DC-AC变换器实现了该新型拓扑。该拓扑简化了DC-AC型CPT系统的电路结构,简化了和系统的控制方式,减少了次级回路电能变换的损耗,提高了整体系统的效率和功率密度。介绍了采用该变换器的电路拓扑和控制策略,对采用该变换器后的CPT系统进行了建模,并在此基础上对系统进行仿真研究,给出了实验结果,对分析和仿真结果进行了验证。     

小功率直流变换器的设计

本文介绍了一种采用单端正激式电路设计的小功率DC/DC直流变换器,并详细分析了该电源的工作原理,功率变压器的计算方法以及控制、保护电路的设计。     

E2类隔离式软开关DC/DC变换器反馈电路的设计

在开关电源设计中,输出电压控制是高性能开关电源必须解决的关键问题.利用MC33262作为临界电流传导模式控制器的特性,设计了一个E2类软开关DC/DC交换器,并分析了其构成开关电源的整体电路结构和工作原理.最后根据电路稳定准则,给出了该变换器反馈环路的详细设计方法,较好地达到了预期目标.