基于MC33262的高功率因数AC/DC变换器研制

功率因数控制芯片MC332 6 2为核心 ,设计了一种宽电压输入范围、固定升压输出的 15 0W的AC/DC变换器 .对该变换器用有源功率因数校正 (APFC)技术、MC332 6 2芯片的原理和结构做了详尽的分析和讨论 .实验结果表明所设计的以MC332 6 2为核心的有源功率因数校正器能在 95～ 2 5 0V的宽电压输入范围内得到非常稳定的4 0 0V直流电压输出 ,并使得功率因数达到 0 .99以上 ,总谐波畸变降低至 6 % .     

V~2控制Buck转换器的预测无差拍控制器设计

为了提高DC-DC开关电源的瞬态响应速度,针对Buck转换器提出了一种V2预测无差拍控制算法.基于V2预测无差拍控制的Buck转换器系统结构,根据输出电压纹波的特点提出了适用于V2控制Buck转换器的预测无差拍控制.进一步提出了改进的V2预测无差拍控制器,使该算法更易于数字实现.Simulink仿真验证结果表明:与传统电压模式控制相比,V2控制算法在输入电压变化2V条件下,调整时间缩短60%;在负载变化2Ω条件下,调整时间缩短58.3%.     

基于滑模控制的Buck-Boost型AC-DC变换器

提出了一种基于滑模控制的Buck Boost型AC DC变换器。相对于现行的双环结构控制方式 ,滑模控制没有增加控制电路的复杂性 ,而且能得到近似为 1的输入功率因数 ,电路效率高。同时分别提出了针对输出直流电压以及输入交流电流的控制策略。对输入电流采用滑模控制以获取高功率因素 ,对输出电压 ,因其动态响应相对较慢 ,采用PI控制器调节。最后给出了仿真及实验结果 ,表明该电路具有高效率、高功率因数及低谐波畸变等特性     

三相交错式大变比双向DC/DC变换器研究

针对传统双向DC/DC变换器变压比较小的问题,采用三相交错式拓扑结构,使变换器具有大变压比,可以实现Boost和Buck两种工作模式.在Boost模式的输入端将三个输入电感并联来减小电流纹波,输出端将三个分压电容串联来提升电压比;在Buck模式的输入端用分压电容串联的结构来提升降压比,输出端采用电感交错并联的结构来降低电流纹波.仿真结果表明,开关管的电压应力在这两种模式下均得到了降低.优化双向DC/DC变换器输入、输出端拓扑结构,可显著提高其变压比,降低开关管的电压应力.     

新型的单相Buck电路实现功率因数校正

提出了一种不连续电容电压的单相Buck电路实现功率因数校正方法，在不控整流桥后采用LC滤波，选择合适的输入滤波电容值，电容电压工作在不连续模式下，同时使得输入电容电压峰值跟随整流输入电压的包络，可获得单位功率因数．在输出滤波电感后采用并联谐振滤波，解决了Buck电路中输入电压低于输出电压时输入电流波形的畸变问题，使得输入电流为正弦波，同时消除了Buck功率因数校正电路中普遍存在的输出电压100Hz的交流成分．该变换器电路控制简单，由恒定占空比的脉宽调制(PWM)控制．仿真结果和试验电路验证了所提方法的有效性．该电路功率因数为0．99，电流THD值为4％．     

新型在线式UPS拓扑

基于Z源逆变器,提出了一种新型在线式UPS拓扑.该拓扑无需使用工频变压器,即可实现理想市电的输出,从而减小了电源体积,降低了成本,且还可带感性负载;增加了一个Buck/Boost充放电电路,采用额定电压较低的蓄电池,进一步减小了电源体积,同时降低了充放电电路中开关管的电压应力;在输入端增加Boost型APFC电路,提高了输入功率因数,减小了对电网的谐波污染.仿真实验和结果验证了该拓扑的正确性和有效性.     

非稳态多谐振荡器式压频转换器的设计

设计了一种可能在低电压、低电流（5V/1.5mA)的单双电源下工作，并且可心驱动高电压，高电流负载（36V/20mA)的非稳态多谐振荡器式压频转换器。该转换器的高输入阻抗和低失调电压漂移输入增益级可以保证芯片在微弱电压信号下正常工作，仿真结果表明：设计电路的线性度好，输出满度频带宽，输入信号功能范围宽。     

脉冲频率控制的开关电容型DC/DC转换器的设计以及性能优化

设计了一个脉冲频率控制(PFM)的开关电容型直流转换器,并用0.25μm 2.5/5 V工艺进行了仿真.系统控制模式简单,采用输入限流使输出电压纹波控制在50 mV以内,采用多种模式的开关电容阵列以及增益跳变提高传输效率,得到60%以上的平均效率,85%以上的峰值效率.系统对输入电压和负载变化的动态响应特性良好.输入电压范围为2.8~5 V,输出电压为1.8 V,负载电流最大为200 mA.     

一种新型的不间断电源设计

在现代冶金、医药等行业中,供电不稳定或突然断电会造成严重的损失。为了克服各种供电不稳定因素,设计了一种新型的不间断电源。当供电不稳定的时候,能通过后备电池继续稳地的提供电能,避免负载系统遭受欠压、浪涌、过载等危害。系统采用飞思卡尔微功耗单片机KL26作为主控制芯片,DC-DC转换器采用Buck/Boost拓扑结构,通过微处理器自带的A-D转换器采集系统的电压电流信号,然后对转换电路进行PID控制。设计实现了对后备电池可调恒流充电、对负载恒压放电和充放电自动转换等功能。系统还能对输入电压、输出电压和输出电流进行实时监控并显示。     

电压宽范围输入PFC电路的分析与仿真

研究了一种新颖的适用于电压宽范围输入的功率因数校正电路,并对Buck+Boost电路的工作原理进行了阐述和分析,提出了改进的适合Buck+Boost电路的平均电流控制策略,Buck+Boost电路既有Buck电路的工作特点又有Boost电路的工作特点,具有结构简洁、器件应力低、检测电流方便、效率高等优点,仿真结果验证了控制策略的可行性,表明该电路适用于电压宽范围输入的功率因数校正电路.     

改进型直流侧有源电力滤波器参数设计及仿真

针对直流侧串联型有源电力滤波器(active power filter,APF)输出不可调压和控制电路较复杂的特性,提出一种输出可调压的改进型直流侧串联型APF拓扑。从理论上分析了改进型直流侧串联型APF电路拓扑和基本工作原理,根据电路功率因数预调节原理,给出了主电路参数设计方法。利用零极点配置法对电压环和电流环进行了设计。同时主电路功率开关采用同频率控制,进一步简化控制电路。与并联型APF相比,该拓扑简化了主电路结构,进一步减少有源开关的数量,具有输入电流谐波低、功率因数高、输出电压调节范围宽、成本低等优点。仿真结果证明了所提出拓扑的正确性和可靠性。     

基于DSP单相半桥整流器的电压平衡补偿方法

应用TMS320F240设计了一套全数字基于单相半桥拓扑的单位功率因数整流器．通过针对输出电容的电压差值的直流分量进行补偿,解决了电压平衡问题．主要讨论了单位功率因数实现和电容电压平衡问题及其关系．通过仿真和试验证实,在不影响输入功率因数的条件下,可以实现电容电压平衡．     

宽电压输入单相非隔离逆变及模拟并网装置

光伏并网逆变器是太阳能发电重要环节,针对光伏逆变器在阳光充足下过压或阴影遮挡下欠压导致停机问题,研发了基于STM32F103RCT6的宽电压输入单相非隔离逆变及模拟并网装置.该装置前级DC-DC拓扑采用四开关桥式拓扑结构,根据不同电压等级,控制直流电路在三种模式切换工作,从而稳定输出电压.与传统BUCK-BOOST并联...     

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5V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.     

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。     

基于临界导通模式的功率因数校正芯片设计

针对中等功率电器功率因数校正的需要,设计了一种基于临界导通模式的升压型(boost)功率因数校正芯片.该芯片集成可编程过压保护、可编程限流保护等多种保护电路,内设待机功能和自启动电路,通过电压控制环路和零电流检测电路实现了临界导通模式控制策略,固定升压输出.当负载为轻载时,通过将芯片的ZCD引脚接地,从而令芯片进入待机状态,减小了功率损耗.电路采用0.4μm BCD工艺,芯片面积为1.186 mm×1.172mm.仿真结果表明:输入电流接近正弦波并与输入电压同相位,实现了功率因数校正的目的;在12V供电电压下,芯片静态功耗约为31mW.芯片己经成功流片.     

有源纹波补偿Buck型LED驱动电路及其小信号分析

针对在大功率LED照明中因滤波电解电容导致的驱动电源与LED的长寿命不匹配问题,提出一种有源纹波补偿的Buck型LED驱动电源.介绍了有源纹波补偿Buck电路的拓扑结构及工作原理,建立了该新型电路的小信号模型.通过对小信号模型进行相关分析,得到了输出电流的表达式,并由此得到了输出电流分别关于输入电压及占空比的传递函数.由传递函数一阶因子的幅频和相频特性分析可知,在设计电路时只要选择合适的参数,就可以将输入扰动完全滤除,使得输出电流为直流.最后通过仿真和实验证实了上述新型电路及其小信号模型的正确性.     

一千瓦零电压软开关高功率因数变换器

提出了一种零电压软开关高功率因数变换器电路.主电路采用准谐振PWM-Boost软开关拓扑结构,控制电路采用平均电流控制技术和软开关控制技术相结合的形式.文中分析了该电路的工作原理,给出了电路参数归一化曲线及设计指导.实验结果表明,该电路在整个输入电压范围内都能保持软开关特性,达到了高功率因数和高效率的目的.在输入电压为220 V,工作频率为65 kH z,电路输出功率为1 000 W时,实测工作效率为95.3%;经对入端电流频谱分析、计算,功率因数达到0.998 8.     

用于多电压域设计的双向全摆幅电平转换器

提出了一种无静态漏电流的高性能电平转换器．与现有的电平转换器不同,此设计能够在无静态功耗的情况下,将阈值电压转换为全摆幅输出,只要输入电平高于输出端电压域的NMOS的阂值电压即可正常工作,并且具有更短的传播延时和更低的动态功耗．此设计具有通用性,其电平转换范围仅受限于半导体工艺．针对40nm工艺实现了该电平转换器电路,并且用SPICE模型进行了仿真．仿真结果显示：该电平转换器能够在无静态功耗的情况下,将0．9V的输入电平转换为输出端电压域的工作电平1．8V,传播延时仅为200ps．     

基于CRM下的BOOST变换器功率因数校正设计

针对中小功率的有源功率因数校正,本文以BOOST变换电路为研究对象,分析了在CRM下功率因数校正电路的基本原理及结构,给出了电路设计的详细方案及主要参数的计算方法,研究了功率因数的控制特性,并对设计电路进行了结果仿真。仿真结果表明,电路输出电压稳定在400V,纹波电压小于5%,功率因数达0.98。