交错控制双输入Buck变换器的工作模式及输出纹波电压分析

针对两路输入电压大小不等而导致交错控制双输入Buck变换器工作模式复杂、参数设计困难的问题,将变换器的两路输入电压分3种情况进行分析和讨论,并且建立了变换器工作于连续导电模式(CCM)和不连续导电模式(DCM)的临界负载、电感电流和输出纹波电压数学模型。研究发现,变换器的临界负载随两路输入电压压差的减小而增大,电感电流纹波及输出纹波电压随两路输入电压压差的减小而减小;当两路输入电压相等时,变换器的临界负载达到最大,电感电流纹波及输出纹波电压达到最小。最后搭建了双输入Buck变换器实验平台,并通过给定的3组输入电压进行实验分析,实验结果验证了变换器的工作模式以及输出纹波电压数学模型的正确性。研究结果可为交错控制方式的双输入Buck变换器的参数设计提供理论依据。     

本质安全型Buck变换器的电感电流分析

分别对Buck变换器工作在连续导电模式(CCM)和不连续导电模式(DCM)时的电感峰值电流进行了分析,指出无论变换器工作在CCM还是DCM,其电感峰值电流均随输入电压的增大而增大,随负载电阻和电感的增大而减小。得出在给定输入电压和负载变化范围内,在最高输入电压和最小负载电阻时,且变换器工作在CCM下的最大峰值电感电流就是变换器在整个动态工作范围内的最大电感电流。最后仿真结果验证了理论分析的正确性。     

改进型本安Buck变换器的分析与设计

提出了一种输出具有LC滤波电路的本安Buck变换器,使得在特定的电气性能指标要求下,可不提高变换器工作频率,但能减小变换器内部的电感量及电容量,达到提升该变换器本质安全性能的目的。深入分析了该拓扑电路在电感电流连续模式(CCM)时的输出纹波电压,指出输出纹波电压最大值是在输入电压最大,负载电阻为CCM与DCM的临界电阻时取得。根据最大输出纹波电压指标要求,在给定的动态范围内,得出了本安Buck变换器电感、电容参数的设计方法。为了说明改进型Buck变换器相比于传统型Buck变换器的优势,在相同的输出纹波电压指标要求下,对传统型及改进型Buck变换器的电感、电容取值进行了比较分析,得出所提出的改进型Buck变换器采用较小的电感、电容即可满足电气性能指标要求,因而可提高其本安性能。因此,通过在Buck变换器的输出附加LC滤波电路,不仅能有效提高本安Buck变换器的输出功率,还能减小其体积。给出了设计实例,仿真与实验结果验证了改进电路拓扑理论分析的正确性及减小目标电感、电容量的可行性。     

低压电感电路最小点燃电流和电感之间的关系

低压电感电路当电感大于95mH时,最小点燃电流MIC与电源电压无关;当电感小于95mH且电源电压小于20V时,MIC随电源电压不同而呈现不同的直线关系;若电源电压大于20V且电感小于0．2mH时,MIC与电感量无关。本文利用放电电流线性衰减模型和抛物线衰减模型分析了低压电感电路最小点燃电流和电感之间的这种关系,给出数学关系式,并分析了误差原因。     

基于基波纹波比的大功率本安Buck变换器的设计

针对具有电感、电容(LC)滤波的本安Buck变换器输出纹波电压难以精确计算的问题,提出一种可快速、准确计算其输出纹波电压大小的方法。通过构建该变换器在电感电流连续模式下的等效电路模型,分析其频率特性,得出了该变换器的输出稳态响应。进一步的纹波理论计算及仿真分析表明可用基波电压纹波比近似全纹波比来求解该变换器输出纹波电压的结论。同时,为了给设计者提供理论指导,得出了满足输出纹波电压指标要求的电感、电容参数设计方法。与典型Buck变换器参数对比,发现在同样的电气性能指标要求下,采用LC滤波的Buck变换器仅需很小的电感、电容。表明该变换器更容易满足本安性能要求。最后,通过实验样机验证了输出纹波电压计算方法的准确性及元件参数设计思路的可行性。     

CCM下buck变换器在起动及输入电压突变时的特性

通过建立变换器中电感电流包络和输出电压包络的微分方程，对连续导电模式(CCM)下闭环的PWM buck变换器起动及输入电压突变时的输出电压的动态特性进行了理论分析，得出了过渡过程中输出电压存在振荡和过冲现象的条件，并推导出了振荡频率、过冲电压发生的时刻和过冲电压的最值。最后采用PSPICE仿真和实验验证了理论分析的正确性。     

分数阶Cuk变换器的瞬态和稳态特性分析

文中建立了电感电流连续模式（CCM）运行的分数阶Cuk变换器的非线性等效电路模型和非线性数学模型，利用等效小参量（ESP）符号分析法得到了其等效数学模型；然后基于谐波平衡原理，迭代求解获得了变换器状态变量瞬态和稳态近似周期解；进而分析了电感和电容分数阶次对状态变量直流工作点和周期解闭合轨道以及纹波分量的影响，并通过仿真验证了文中方法所得状态变量瞬态解和稳态解的准确性；最后，以电感和电容阶次均为0.9的分数阶Cuk变换器为例进行了实验验证。实验和文中方法所得状态变量（输出电压与电感电流）的稳定时间分别为1.56 ms和1.52 ms，输出电压平均值分别为2.110 V和2.959 V，纹波电压峰值分别为96 mV和109 mV，电感电流平均值分别为0.112 A和0.148 A，纹波电流峰值分别为52 mA和59 mA。可见，对于状态变量的瞬态和稳态特性，文中方法和实验所得结果均比较接近。文中还进一步验证了该方法的有效性以及所得状态变量瞬态和稳态解的准确性。文中方法所得分数阶变换器的稳态解同储能元件的阶次相关，可用于分析分数阶阶次对电路特性的影响；此外，也可根据所得到的稳态解的解析表达式...     

滤波电容的等效电感效应

对ＤＣ／ＤＣ变换器用状态空间平均法进行了建模分析及ＰＳＰＩＣＥ仿真，讨论了滤波电容的等效串联电感ＥＳＬ效应对变换器性能和稳定性的影响。结果表明，ＥＳＬ的引入将使变换器增加输出电压的纹波幅度，稳定性也有一定改善，在ＤＣ／ＤＣ变换器建模时应该考虑这一。     

电流模式Boost变换器反混沌抑制EMI的研究

本文在闭环电流模式Boost变换器的封闭三堆离散时间映射的基础上得到了电感电漉关于输入电压的分又圈。根据分又图选择合适的参数使闭环电流模式Boost变换器工作在混沌状态。实验表明,闭环电流模式Boost变换嚣反混沌押制EMI的效果较好,对输出电压的纹波影响较小。     

基于升降压的高效率低纹波LED驱动芯片设计

设计了一款基于同相Buck-Boost变换器的LED驱动控制芯片.设计的控制电路实现了从降压模式到升压模式的平滑切换,从而保证了系统的稳定性并减小了输出电流纹波;在Buck-Boost过渡模式工作状态下,控制电路降低了平均电感电流,因而提高了系统转换效率.此外,控制电路中设计了一种自动调零的误差放大器,减小了放大器的输入失调电压和闪烁噪声,输出电流的精度得以提高.在180 nm CMOS工艺上流片的测试结果表明:当输入电压为2.7～5.0 V,输出电流为850 mA时,纹波率不超过3%;当负载电流为150 mA、输入电压为5 V时,驱动电路的转换效率高达95%.     

交流铁芯线圈等效电感的确定方法

从本质安全的角度出发,在分析了交流电路中铁芯线圈释放能量的特点之后,提出了在用示波器法测量铁芯线圈磁滞回线的基础上计算其等效电感的方法。通过用已知的空芯电感值与实际计算出的等效电感值的比较,说明了本方法的正确和实用性。     

自感与互感的定义及耦合系数的讨论

提出了一种自感系数和互感系数的定义方法，有利于理解它们的静态定义与动态定义的区别与联系，同时对线圈串接时的常见错误进行了讨论。     

完整自感实验

将通电自感和断电自感实验，集于同一个电路中完成，给人一个通电、断电自感的完全实验，以避免对自感现象的片面理解。     

试析动生电动势与感生电动势的相对性

该文分别从定性和定量的角度，分析和讨论动生电动势与感生电动势的相对性问题，并得出一些有意义的结论。     

关于“自感”和“互感”定义的探讨

现行的教科书关于“自然现象”和“自感电动势”、“互感现象”和“互感电动势”的定义存在着实质性的不一致,本文就此谈点看法,并且对“互感现象”提出一种新的定义。     

压电陶瓷换能器电感与电容匹配特性研究

采用等效电路法,推导了不同匹配条件下压电换能器军效阻抗与匹配参数公式,并获得了换能器的最佳电路匹配参数.结果表明,利用所得高效公式,可精确计算出最佳匹配参数,从而有效提高压电换能器的机电转换效率。     

关于螺线管各分段自感和段间互感的分析

螺线管是由各分段或各单匝线圈串联而成的,某分段或某匝线圈所匝链的磁链是其自感磁链与别的线圈对其总互感磁链之和.其中自感磁链对各匝线圈来说是相等的,与线圈的具体位置无关.而线圈所获取的总的互感磁链则与该线圈的具体位置有关:线圈越靠近管子的中间,获取的互感磁链就越大;越靠向管子的两端,获取的互感磁链就越小.至于自感系数和互感系数则与相应磁链的特点一样.     

一类电磁感应问题的讨论

作者讨论了处于外加均匀磁场中的导体棒，当其在导轨上均速运动时，导体回路中的电磁感应问题，推出了回路中的感应电流、自感应电动热和自感应系数公式。     

耦合线圈的互感、等效自感与磁能

讨论并分析了两个耦合线圈的关系式M2 ≤L1 L2 与完全耦合的条件 ,串、并联时的等效自感与磁能以及它们随互感系数变化的规律     

有横截面积的导体的自感系数

以圆柱导体的内自感系数的计算为例 ,阐述了关于有横截面积的导体的自感系数的三种计算方法的各自特点及其适用性。