燃料电池DC-DC变换器的设计与数字化控制

针对燃料电池的实际要求设计并制作了推挽Buck型直流-直流(DC-DC)变换器的硬件电路,包括变换器主电路、控制电路、检测电路及保护电路等;采用状态空间平均法建立推挽Buck型DC-DC变换器的小信号模型,并且进行补偿反馈控制;基于通用反转控制器(GPIC)的现场可编程门阵列(FPGA)模块实现了推挽Buck型DC-DC变换器的数字化控制.结果表明,在FPGA模块的数字化控制下,自主研发设计的DC-DC变换器的输出电压能够很好地跟踪设定电压,具有优异的阶跃响应特性和较强的抗负载及输入扰动能力,能够保证燃料电池DC-DC变换器实现高效、可靠的电能转换.     

一种高集成度的DC-DC开关电源软启动电路

设计并实现了一种高集成度的DC-DC开关电源软启动电路,使用DAC控制方式产生线性上升的软启动电压,控制DC-DC平稳启动,避免浪涌电流和输出电压过冲.通过抑制开关噪声和提高镜像电流精度等措施提高软启动电压线性度.不使用大电容,使得电路具有高集成度和低功耗.提出的软启动电路已成功集成于一款采用0.6μm CDMOS工艺的高压Buck DC-DC开关电源中,其所占面积仅为0.025mm2.实测结果表明:在整个负载范围内,DC-DC输出电压和电感电流都实现了平稳启动,软启动时间达到4.5ms.并且在输出短路或过温关断的情况下也实现了平稳软启动.     

一种带输出电压反馈的恒流驱动IC设计

在应用于液晶显示器(liquid crystal display,LCD)背光的发光二极管(light emitting diode,LED)驱动器中,传统设计的DC-DC电路是根据最大负载设计DC-DC电源,在负载有偏差的情况下,系统效率低下,且发热导致额外功率损失.针对传统电路不能动态调节输出电压的缺陷,提出一款新型的LED驱动器的设计.芯片采用恒流驱动模式,通过脉冲宽度调制(pulse width modnlation,PWM)数字模块控制,达到高灰度显示的要求;同时提供一个可级联的反馈电流输出端,配合DC-DC转换器,调节DC-DC的输出电压,以保证恒流输出驱动电压的同时,限制芯片功耗的增加.芯片测试符合设计要求,性能稳定.     

基于TL494的双向Buck-Boost BDC高效开关电源设计

该文双向DC-DC变换器(BDC)的设计由PWM控制、驱动、功率变换及测控4大部分组成。PWM控制以TL494为控制核心,闭环调节电路占空比;PWM驱动由IR2111构成,驱动同步整流电路的开关管;功率变换采用同步整流电路为功率变换拓扑,实现DC-DC双向高效功率变换;测控电路以MSP430单片机为控制器,结合电流、电压采样电路,控制电路输出参数并显示。系统具有过流、过压保护功能,并能通过MSP430单片机实现高精度的程控。测试结果表明,采用同步整流电路能较好完成DC-DC功率双向变换,双向功率变换效率均达到95以上,同时还具有很强的抗扰动能力。     

一款双向DC-DC变换器的设计

以传统的同步整流BUCK电路为核心,利用同步BUCK电路与同步BOOST电路的对称性,采用STM32F334单片机对系统进行控制,设计了电流方向可以自动切换的双向DC-DC电源系统。包括主电路、辅助电源和测控电路三部分;通过对电压、电流等参数的PID闭环控制,实现了电池与直流电源之间的充放电,以及恒压恒流控制;并且有显示电流电压及充放电状态的功能;电能转换效率可达98.5%。     

基于LTCC工艺的DC-DC变换器设计与制作

基于LTCC技术的DC-DC变换器具有体积小、重量轻、可靠性高、成本低等特点,该文在LTCC工艺基础上,将DC-DC变换器电路中的电感内埋在LTCC基板中,设计了一款输入电压范围3~6 V,输出电压1.8 V,最大负载电流2 A的DC-DC变换器电路。实践表明,LTCC技术能够将无源器件内埋,可以降低生产成本,提高系统的集成度,是一个最具潜力的混合集成方式。     

基于SPCE061A光伏并网发电模拟装置设计

本系统以凌阳单片机为控制核心,包括DC-DC变换器、DC-AC变换器、滤波电路、辅助电源等模块。由单片机产生SPWM波,驱动DC-AC变换器中的全桥逆变功率转换电路,从而实现直流到交流的转换;采用DC-DC变换实现电压稳定到输入电压一半;利用过零比较的方法,实现频率和相位跟踪。系统具有过流保护和欠压保护功能,能够有效的保护电路,而且具有自动恢复功能。另外,本系统还具有语音报警及液晶显示功能。     

一种低功耗升压电路的研究与设计

目的 为了解决工业生产和日常生活中电池供电的便携式产品的电池使用寿命短、功耗高等问题.方法 采用DC-DC型升压转换电路实现电池低压供电.结果 实验数据表明,利用美信公司DC-DC转换芯片MAX859搭建的升压电路,电池能够在较低电压下正常使用.结论 利用DC-DC升压转换电路,能够有效降低系统功耗,延长电池使用寿命,可以推广应用于众多电池供电的产品中.     

一种高效率的开关稳压电源的设计

本设计是一个大电流、小电压的开关稳压电源的设计。设计中主要是通过尽量减少电路的损耗来完成。通过单片机和脉宽调整电路来稳定输出电压、电流,并通过单片机的控制对整个电路进行过流保护,排除过流故障后,电源能自动恢复为正常状态。其中模拟部分由隔离变压器、整流滤波电路、DC-DC变换器组成,数字电路控制部分使用高性能低功耗的增强性51单片机,电路简洁、控制精度高低功耗。     

多功能电子仪表电源设计

设计了一种应用于多功能电子仪表的低噪声稳压电源电路,该电路通过AC-DC和DC-DC转换,实现了±3.3 V/±5 V/±12 V电压输出。通过测试结果表明,采用该电源控制电路组成的系统在提高电路性能的同时,可以有效提高系统的稳定性和抗噪性,具有输出电压精度高、输出纹波小、低噪声、安全可靠等特点。     

电压反馈型半桥DC-DC变换器动力学特性

电压反馈型半桥DC-DC(VCHB DC-DC)变换器组成的开关电源系统是强非线性系统,为揭示其系统稳定性与电路参数之间的内在关系,对VCHB DC-DC变换器进行了研究.结合其实际闭环控制逻辑,利用VCHB DC-DC变换器精确状态方程,建立VCHB DC-DC变换器仿真模型,采用频闪映射对其状态变量进行离散迭代映射,推导其统一的离散数学模型.对不同参数下VCHB DC-DC变换器非线性特性进行仿真和数值分析,并进行相应实验验证.研究结果表明,变压器变比、滤波电容、储能电感和误差比例系数的改变对VCHB DC-DC变换器稳定性影响大,而误差积分系数和负载的变化对其影响较弱.研究成果可为VCHB DC-DC变换器实际应用时的电路参数选取提供指导.     

基于FPGA的Buck变换器的研究与设计

与传统的模拟控制相比,提出了一种基于Buck DC-DC变换器的电流滞环数字控制方法,通过数控芯片计算、处理采样得到的瞬时电压、电流值,将电感电流稳定在一定的滞环范围内,达到稳定输出电压的效果.分析了负载突变时电路的动态响应,给出了主电路器件参数的选择和设计方法,并制作了一台以FPGA芯片为控制核心的智能数控开关电源,验证了控制方法的可行性和理论分析的正确性.     

基于UC3846的推挽正激DC-DC变换器的设计

本文设计了一款基于UC3846的推挽正激DC-DC变换器,分析了变换器的电路控制原理。样机的实验波形及数据表明该变换器克服了传统推挽电路的不足,具有变换效率高,功率开关管电压尖峰小、动态响应快等优点。     

基于负载识别的降压直流开关电源设计

设计了一种可识别负载的降压开关直流电源,分析了DC-DC变换的工作原理,提出了应用降压控制器LM5117和CSD18532kcs场效应管为核心器件设计主电路,根据电压反馈信号对PWM信号做出调整,实现可靠的闭环控制,特别应用TL072和CD4051设计负载识别电路,并为主电路和负载电路设计了辅助负压电路,计算出合理电路参数值.电路仿真和实物测试结果表明,该设计实现了直流电源电压的有效控制和稳定输出,功率转化在92%以上,实现了1~10 kΩ电阻负载的有效识别,同时总体电路简单,具有调整方便、可靠性高、输出纹波小及保护性强等优点.     

Buck型DC-DC变换器终端滑模PD控制设计

为进一步提高Buck型DC-DC变换器的稳态性能和动态性能,将PD控制引入到Buck型DC-DC变换器终端滑模控制环节。通过基尔霍夫定律建立Buck电路的状态空间模型,实现Buck型变换器的基本电压调节功能,用PD控制优化终端滑模的滑模面形式,设计终端滑模控制器,使之满足Lyapunov稳定方程,并在Matlab中仿真对比分析终端滑模和终端滑模PD控制器下Buck电路的性能。仿真结果表明,所设计的终端滑模PD控制器具有良好的鲁棒性、稳定性和动态性能。与单纯的终端滑模控制相比,输出电压更接近于理想输出电压,具有更小的超调量和响应时间。     

风机独立变桨超级电容双向DC-DC变流器仿真研究

采用超级电容作为风机变桨系统后备电源,可提高变桨电源的可靠性、安全性和免维护性.提出了一种双向DC-DC变流器的超级电容充放电方案.对双向DC-DC变流器进行小信号建模,对系统进行了有、无PI控制器的稳定性比较,给定输入电压,通过调节PI控制器中的参数来获得期望电压和电流,对Buck与Boost两种工作情况进行仿真,验证能量双向PI控制的可行性.仿真结果表明,采用双向DC-DC变换器的PI控制参数设计,可以有效实现超级电容充放电控制.     

Buck型DC-DC变换器中数字预测模糊PID控制器的设计与实现

为了提高数字DC-DC变换器的瞬态响应性能,设计了一种基于数字预测控制方法的模糊PID控制器.该控制器根据Buck型DC-DC变换器的电路结构,准确预测单个开关周期或多个开关周期后的负载电压和电感电流,以克服环路时延对系统瞬态响应的影响;同时,在基本PID控制基础上引入模糊控制,实时在线调整PID控制参数,以克服变换器的非线性特性对瞬态能力的影响.所设计数字控制器经FPGA验证,结果表明,与基本PID控制相比,所设计数字预测模糊PID控制器能有效提高变换器的瞬态响应能力,变换器的瞬态响应时间缩短1/3,电压超调量小于5%.     

零电压谐振开关DC-DC降压变换电路工作状态分析

介绍了零电压谐振DC-DC变换技术,分析了谐振变换原理.首先给出电路的初始工作状态,然后对电路在一个工作周期内开通与关断过程进行了较详细的定量描述.此分析有助于设计实际电路对元件参数的选取.     

基于太阳能光伏电池组件的微芯片电源电路设计

采用无线通信技术实现太阳能光伏组件的电流、电压、温度等重要数据采集、传输、汇聚,一般必须安装数据采集和通信控制电路板在太阳能光伏组件板上.电路板上主控微芯片工作电压在3.3 V左右,若用太阳能光伏电池组件发电为微芯片提供电能,则有必要研究设计一种特殊的供电电路,该电路必须具备适于比较宽的输入电压范围,确保输出的低电压不变,工作效率高,考虑充分利用微芯片资源,简化设计,降低成本.针对CC2530微芯片设计研究一种自适应宽动态电源电路,该电路巧妙利用CC2530芯片中的MCU产生PWM波实现电源控制,获得稳定的3.3 V输出电压值,解决太阳能光伏的组件数据采集电路板安全稳定的供电问题.其创新之处在于实现了一片CC2530芯片采集数据、无线通讯和电源管理的目的,简化了电路,省去了传统采用的独立DC-DC电源模块.实验证明,基于CC2530芯片设计的自适应宽动态电源电路工作效率高,输出电压稳定.     

光伏发电系统最大功率点跟踪控制方法研究

采用单片机控制系统实现最大功率点跟踪(M PPT),着重对最大功率跟踪控制中DC-DC变换器的原理和控制方法进行了研究和实验,采用了升降压式(Buck-Boost)DC-DC转换电路[3]来实现最大功率点跟踪,该方法电路简单、软硬件结合、控制方法灵活,明显提高了太阳电池充电系统的整机效率.