零电压开关全桥变换器的改进及仿真

在移相控制的串联谐振全桥软开关变换电路基础上 ,针对零电压开关全桥变换器 (FB ZVS PWM)的副边占空比损失和环流损耗问题进行了改进 ,即利用可饱和电感代替线性电感 ,进而提出了移相控制的零电压零电流开关全桥变换器 (FB ZVZCS PWM) ,并将改进电路与原电路进行对比分析和仿真实验 ,结果证明了FB ZVZCS PWM变换器无论是在开关性能和能量传输方面 ,还是在变换器的成本和效率方面 ,都具有明显的优越性。     

开关电容DC-DC变换器的输出特性及控制模式

探讨了开关电容ＤＣ－ＤＣ变换器的输出功率及频率特性,提出了频率极限和功率极限概念,并得出了极限频率的确定方法,进而讨论了开关电容ＤＣ－ＤＣ变换器的控制模式,频率极限由变换器固有的充放电时间常数决定,因此减小开关管导通电阻及串并联电容器的等效串联阻抗是提高变换器输出功率的关键,集成化是改善开关电容ＤＣ－ＤＣ变换器输出的较好途径,计算机仿真及实验结果证实了以上结论。     

DC-DC开关变换器的建模与分析的动态评述

简要回顾了ＤＣ－ＤＣ开关变换器的建模和分析理论的发展过程,综述了有关研究的动态及其应用情况,并展望了ＤＣ－ＤＣ开关变换器研究的发展趋势。     

一种新的PWM软开关DC-DC变换器

提出了一种新的零电压转换（ZVT）软开关PWM转换器,给出了boost转换器的电路,详细分析了它的工作原理,并给出了主要变量的波形。     

开关功率变换器的建模与仿真

为各种开关结构的直流功率变换器提出一种新的、统一的建模方法，该法的基本途径是：将变换器中的全部时变开关集中在一个子网络里，用时间平均技术及脉冲响应法，导出开关子网络的低频效模型，与变换器的其它部分连结起来，构成了可用ＳＰＩＣＥ作辅助分析的全等电路，该方法能够在计算机辅助下，对开关变换器作瞬态分析、输入－输出传递函数的频响分析（纹波抑制特性）、控制信号占空比与输出的交流分析。给出了分析实例。     

非耦合开关电容Cuk DC-DC变换器

提出一种非耦合开关电容Ｃｕｋ ＤＣ－ＤＣ变换器（ＳＣ Ｃｕｋ ＤＣ－ＤＣ变换器（。与普通Ｃｕｋ ＤＣ－ＤＣ变换器相比,该变换器的输入输出电感可工作在非耦合状态。分析表明,即使开关工作在较大的导通比,该电路不需变压器也可实现大的输入输出电压比;当输入电感工作在ＤＣＭ,输出电感工作在ＣＣＭ时,该变换器可等效为一个Ｂｏｏｓｔ变换器和一个Ｂｕｃｋ变换器级联;开关电容网络的阶数即为普通Ｃｕｋ ＤＣ－ＤＣ变换     

开关磁阻电机调速系统功率变换器的仿真与研究

给出开关磁阻电机双开关型、公共开关型和星点型三种功率变换器的拓扑结构,分析了功率变换器拓扑结构结构特点及其工作原理。采用Matlab-Simulink软件建立了功率变换器的仿真模型,在不同脉冲信号的触发下进行系统的仿真,给出了开关磁阻电动机起动时的电流和电压曲线,并对仿真结果进行分析和研究,进而阐明了开关磁阻电机功率变换器拓扑结构的发展方向和应用前景。     

一族开关电容DC-DC变换器及其控制方法

提出一种不使用任何感性元件、仅由开关和电容组成的新型ＤＣ－ＤＣ变换器。该变换器采用适当的多级高阶串并电容组合结构取代传统的单级单电容,因而使各种电压变换比的ＤＣ－ＤＣ变换器都能获得较高效率,并可使升压变换与反极性变换同降压变换一样能方便实现。针对该变换器的控制问题,除ＰＷＭ调节外,还就逐压反馈控制（ＶＴＣ）、频率调节（ＦＭ）、以及针对数字系统的固定频率开环控制和级联低压差线性稳压器的方法等展开讨论;并就理论分析提出了一种比传统的状态变量平均法及其他方法更加简单的等效电量关系法。     

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。     

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。     

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.     

一种隔离型双向软开关DC/DC变换器

针对双向DC/DC变换器存在的开关损耗高等问题,提出了一种新型的隔离型双向软开关DC/DC变换器。该变换器由对称的拓扑结构组成。在电感和变压器漏感的作用下,变换器中的开关元件能够在较大的负载范围内实现零电压开关,同时在脉宽调制的控制下,二极管实现了零电流关断。这些措施减小了开关损耗、电压电流应力以及电磁干扰。分析了工作原理和开关过程,研制了一台500 W的试验样机并进行了试验。试验结果证明:在轻载和重载的条件下,所有的开关管都能够零电压导通,同时二极管能够在电流为零(ZCS)的情况下自然关断。     

新型双端正激式开产电源的研空及开发

提出了一种新型的双端正激式开关电源设计方案 ,有效地避免了上下桥臂易于出现的直通短路问题 ,使开关电源的可靠性大为提高。而且其输入电压可以很高 ,输出直流电源容量大、组数多 ,尤其适用于具有高压直流侧的大功率电力电子系统。同时还提出了一种独特的磁通维持控制设计方案 ,很好地解决了双端正激式DC/DC变换器普遍存在的磁通维持阶段不理想的问题 ,特别适合于直流输入电压高、高频变压器变比大的情况。对主电路、控制及自举等回路的结构原理进行了分析 ,利用仿真波形以及实验结果验证了该方案的可行性和实用性。     

一簇新型零电流零电压PWM变换器

提出一簇基于零电压零电流脉宽调制(pulse width-modulation,PWM)开关单元的新型零电压零电流(zero-current and zero-volt-age switching,ZC-ZVS)PWM变换器.新型零电压零电流PWM变换器的主开关工作在零电流开关状态,辅助开关工作在零电压开关状态,无源器件二极管工作在零电流状态.新型变换器工作频率恒定,减少了换流损耗.与硬开关变换器相比,新型零电压零电流变换器主开关的电流电压应力都没有增加.分析新型零电压零电流BOOST变换器的工作原理.仿真结果验证这簇新型零电压零电流变换器的可行性.     

全桥DC-DC变换器中SiC器件损耗分析

目前以碳化硅(SiC)MOSFET为代表的第三代宽禁带半导体有着高工作频率、低开关损耗、耐热性高等优点,可以有效的降低DC/DC变换器的整体损耗,提升电能转换效率。在以金属氧化物半导体场效晶体管（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor, MOSFET）和绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor, IGBT)作为开关器件的全桥DC-DC变换器中,软开关技术的使用虽然会导致循环电流和较大的电流纹波,产生额外的损耗,但一般该损耗远低于开关损耗,可以有效降低变换器整体损耗。但对于SiC MOSFET全桥DC-DC变换器,碳化硅器件的开关损耗很低,可能会低于软开关技术的额外损耗,因此软开关技术在SiC MOSFET中的有效性面临挑战。本文采用英飞凌官方提供的型号为IMZA120R014M1H的SiC MOSFET的PLECS热仿真模型,对其在全桥DC-DC变换器中的软开关和硬开关损耗进行了全面的仿真实验和分析,以探究软开关技术在SiC MOSFET全桥DC-DC变换器中的有效性,同时提供一种变换器开关损耗和总体损耗研究的方法。实验结果表明,在100kHz的SiC MOSFET主流工作频率下,软开关开关损耗和总体损耗仍旧远低于硬开关,软开关技术在基于SiC器件的全桥DC-DC变换器中仍旧具有重要的作用和意义。     

全负载下实现高效率的DC-DC转换器芯片设计

首先讨论了DC-DC转换器的功率损耗源,根据重载情况下PWM控制效率高而轻载情况下PFM控制效率高的特点,提出了全负载下实现PWM/PFM自动切换以降低功耗、提高电源效率的控制方法.将相加模式PWM、跳周期和限流相结合的PFM整合于一个系统中,使整个系统高效协调地工作,并在较大的负载变化范围内均具有高效率的优点.系统采用0.5 μm CMOS工艺实现,对系统的仿真结果表明,系统正常工作,成功实现了PWM/PFM的自动切换,性能指标达到了设计要求.     

自适应控制DC-DC BUCK变换器中的混沌

从同步的角度研究了dc—dc buck开关功率变换器这种分段光滑系统中的混沌控制问题，采用自适应控制方法，使两个分别工作在混沌状态和周期状态的buck变换器达到同步，即将其从混沌区引导到稳定的周期区，达到抑制该类电路中的混沌的目的．数值模拟结果验证了该方法的正确性和有效性。     

基于双向DC-DC变换器的超级电容器储能系统研究

介绍了超级电容器的经典RC模型,详细分析了双向DC-DC变换器的工作原理及控制策略。构建了基于双向buck-boost电路的超级电容器储能系统模型,并进行了验证实验。实验结果表明不论是模拟直流母线电压波动实验还是单相两级式光伏发电系统突加、突减负载实验,超级电容器都能够工作在优化的充放电状态,使得储能系统能够很好地抑制直流母线电压波动,从而提高整个系统的稳定性。     

NOUS控制和PID控制的直流降压变压器控制性能对比

为了寻求更加优化的直流降压变压器控制系统,搭建了一台直流降压变压器并根据其参数建模,在此基础上分别设计了一种基于NOUS算法的状态空间控制系统、使用观测器的NOUS算法控制系统和PID控制系统。用示波器展示变压器在这3种控制系统下的阶跃响应输出和负载发生突变时的瞬态响应,以对比它们的控制性能。结果表明,基于NOUS算法的状态空间控制系统具有更好的瞬态响应和控制精确度,而PID控制系统在鲁棒性方面具有优势,使用观测器的NOUS算法控制系统仍保留了收敛速度快的优点,但会导致控制系统建模中的误差被放大,影响输出结果。     

基于状态空间平均法的非理想buck变换器CCM模态建模与仿真

精确数学模型是变换器设计、研究的基础,是观察、控制变换器输出特性的前提条件.本文采用状态空间平均法对非理想型buck变换器进行建模,得到其精确数学模型,并通过对matlab/simulink中buck变换器电路仿真验证基于状态空间平均法建模的正确性.