ZVZCS-PWM-FB DC/DC变换器的研究

采用了一种新颖的零电压零电流开关(ZVZCS)PWM全桥移相DC/DC变换器,通过增加一个隔直电容和一个饱和电感的方法实现了变换器的软开关.详细地分析了该变换器的工作原理及相关重要参数的设计.现场试验表明,该系统工作稳定,性能可靠,效率高,体积小,功率器件IGBT的损耗明显得到了降低.拖尾电流得到有效抑制.     

DC—DC变换器的设计

本文叙述了心电图机电源板中ＤＣ－ＤＣ电路和充电电路的成功设计     

DC/DC变换器的神经网络鲁棒控制

针对有非最小相位特性的二阶DC/DC(直流/直流)变换器平均值模型的特性,以Buck-Boost变换器为典型例子,提出了一个非线性反馈做内环控制器,控制其电感电流;用RBF(径向基函数)神经网络作为自适应机构,提出了一个神经网络鲁棒控制器作为电压外环控制器,控制其输出电压.证明了系统跟踪误差和神经网络权值的有界性.仿真结果表明,提出的控制器对于系统参数的不确定性具有很强的鲁棒性,并具有很好的动态性能.     

高升压DC/DC变换器的研究

提出了一种高升压DC/DC(简称HS)变换器,它利用一种特殊的结构来实现升压,这种升压结构是由两个电感、一个电容和两个二极管构成.将这种特殊的升压结构和双开关升压直流变换器相结合,就构成了HS变换器,通过电感电容充放电来实现升压功能.另外,本文还提出了(Repeated HS,Re-HS)和(Generalized HS,G-HS)变换器.分析了HS变换器在CCM模式下的电压增益,并对其电压增益、开关应力以及电流尖波进行了深入研究,并与其他电路进行了比较,对比分析验证了HS变换器具有高电压增益、低电压应力和低电流尖波的特点.通过搭建HS变换器的实际电路,验证了所提拓扑的正确性.     

电动汽车双向DC/DC变换器的设计

采用全桥谐振C LCLC变换器和模糊PID控制的半桥Buck Boost变换器,组成两级式双向DC/DC变换器拓扑;并根据等效模型计算出谐振元件参数,即变压器的匝比为1∶1,输入输出电压为400 V,谐振电感为100 μH,谐振电容为253 μF,半桥Buck Boost变换器中的滤波电感为5 000 μH,滤波电容为127 μF。仿真结果表明,全桥谐振C LCLC谐振变换器输入电压与输出电压一致;模糊PID控制策略可有效降低充电状态下电压超调量,缩短调节时间,提高系统的抗扰动能力,说明所采用的设计工艺能有效提高电动汽车变换器的动态、稳态性能和抗扰动能力。     

应用于便携设备背光的DC2DC转换器

在分析提供手机白光二极管(LED)背光的DC2DC转换器应具有高效率、低功耗、低电流等特性的基础上,设计了一款芯片,集成PWM技术、同步整流技术、软启动技术的同时,利用与绝对温度成正比的电流源(PTAT电流源)和三极管、MOS管,设计实现了一具有迟滞功能的过温保护电路,同时工艺上采用了低阻抗版图设计.芯片采用0.5μm的P衬N阱数模混合1P3M BiCMOS工艺流片.测试结果表明,芯片开关频率可达到1 MHz,具有2.7~6.0 V的输入电压范围,实现了PWM亮度控制、过压保护和短路保护等功能,做到了高效率低功耗,转换效率高达86%,可稳定驱动多达5个白光LED,完全满足系统设计的需要.     

DC/DC转换器中振荡器电路设计

振荡器是DC/DC的重要部件,采用双比较器的是振荡器恒流充放电的张弛振荡器。该振荡器输出方波和锯齿波,由恒定电流源、电容、比较器、RS触发器等组成。为了提高比较器的速度,专门在电路中跨接了一个二极管连接的NMOS管。为了减少对基准电压电路的影响,专门设计了独特的基极电流补偿电路。     

高频PWM DC/DC 转换器设计

设计了一种基于2．5μm 40V双极工艺的高频低功耗的PWM升压型DC／DC转换芯片．采用了恒定频率、电流模式的控制结构以提供优秀的电源和负载稳压．同时内部的电流监视电路可以保护功率开关以及连接到芯片上的外部元件．通过对开关脉冲宽度的调节,加快了升压速度,减小了稳压状态的输出纹波,提高了转换效率．仿真结果表明,在2．7～12．0V的输入电压范围内,芯片的开关频率为1．2MHz,开关电流限制值为1．2A,转换效率可达85％以上．使用很小体积的外围元件就可获得满意的输出纹波,在很小的电路板面积上产生大电流输出,降低了电路尺寸和成本．     

DC—DC转换器中电感的选择研究

在DC-DC转换器中,开关电源以其能量转换的高效率而得以广泛应用.基于电感的开关电源其转换功率大而广泛应用于中高功率应用中. 电感的正确选择对于DC-DC转换器是非常重要的,需要对电感的性能以及期望的电路性能进行深刻理解.本文给出了在基于电感的开关电源应用中,电感选择的重要规范,根据本文给出的选择方法,能够很好地满足工程应用中开关电源的设计要求.     

升压式DC/DC的软启动电路的设计

基于BiCMOS工艺,提出一种用于升压式DC/DC(直流/直流)的脉冲充电方式软启动电路.同时使用分频电路和窄脉冲产生电路,实现对软启动电容充电的极小占空比(0.1%).该电路在不使用片外电容的情况下,保证足够的软启动时间,有效地消除浪涌电流现象.经HSPICE仿真模拟证明,该电路可以使用较小的电容(10 pF),实现较长时间(800μs)的软启动过程.     

降压型DC/DC变换器的仿真研究

本文建立了一种降压型DC/DC变换器（Buck电路）的数学模型,并利用PSpice软件对这种DC/DC变换器进行仿真研究,分析其暂态和稳态的过程及形成机理。仿真表明,当电路元件取不同参数时,输出电压就会明显不同。仿真结果为实际电路的设计提供有益的参考。     

Boost-Buck型DC/DC变换器的滑模控制

文章基于 Boost- Buck电路 ,采用滑模变结构控制 ,设计了一个 1 .1 k W的升 -降压型 DC/DC变换器。该滑模控制器由两个独立的控制器组成 ,分别控制升压环节、降压环节 ,根据电路状态动态调节 ,互不影响。该控制方案能有效地克服输入电压、负载扰动及参数摄动 ,充分发挥了滑模控制快速响应、鲁棒性强等优点 ,并且实现简单、控制灵活 ,具有很好的实际应用价值。计算机仿真结果证实了理论分析与设计的正确性。     

开关DC—DC变换器分析方法的发展

对近年来开关变换器的解析分析方法的发展做了较全面的综述，着阐述连续解析法的应用与发展。     

升压型DC—DC直流变换器的仿真研究

本文建立了一种升压型DC/DC直流变换器的数学模型,并利用PSpice软件对这种DC/DC变换器进行仿真研究,分析其暂态和稳态的过程及性能。仿真研究表明,当电路元件RL=150Ω,L1=150μH,电路性能很好地满足输出电压的设计要求,从而为实际开关电源电路的设计提供有益的参考。     

基于EKF的DC/DC转换器电感电流观测器

针对无电流传感器的DC/DC转换器,提出了一种基于扩展卡尔曼滤波的电感电流观测器.首先,对升压型DC/DC转换器进行了建模,得出了含非线性项的状态空间方程；然后,为了更精确地预测电感电流提出了一种更适合非线性系统的扩展卡尔曼滤波器算法,在减少由AD转换器引入的测量噪声的同时,利用扩展卡尔曼滤波器的状态方程对电感电流进行观测；最后,对提出的电流观测器进行了Simulink仿真验证.结果表明:对电路的输出电压采样后进行扩展卡尔曼滤波可以有效减小由AD转换器引入的噪声并完成对电感平均电流的观测.在硬件实现过程中无需电流传感器,可以有效降低系统成本.     

采用阶段控制技术的DC/DC开关电源软启动电路

设计了一种采用阶段控制技术实现的软启动电路,该电路消除了软启动过程中出现的浪涌电流,同时避免了传统软启动电路在软启动结束时出现的过冲现象.该电路可以完全集成在DC/DC开关电源管理芯片中,避免额外电容而占用过多面积和增加功耗.通过Hspice电路仿真,对于输入电压为5 V,输出电压为2.5 V的Buck型开关电源系统,利用该软启动电路,输出电压近似以1.9 mV/μs速度平稳上升,同时电感电流在第一阶段控制在5 A以内,第二阶段近似以3.75 mA/μs平稳上升,符合设计指标.     

一种隔离式DC／DC变换器的研究

针对桥式电路和推挽式电路中存在的占空比丢失和变换器偏磁等问题,设计了一种新型DC／DC电路的拓扑结构,并对该电路的工作原理作了详细分析,最后得出了该电路的仿真和实验结果。     

基于GPI控制算法的BUCK型DC/DC变换器

为了加快BUCK型DC/DC变换器的动态响应并且解决传统控制器中的参数整定问题,提出了一种广义比例积分(GPI)控制算法.首先讨论了BUCK型DC/DC变换器的状态空间模型;然后推导了GPI控制算法;算法估计了输出电压的变化率,采用迭代积分误差补偿器纠正估计误差和外部扰动可能带来的影响,并将其作为占空比设置的依据;最后对GPI算法进行仿真验证并且与传统PID控制器进行了比较.结果表明:负载电阻突变时,GPI算法可降低28%的输出超调,但并未显著减少调节时间;输入电压突变时,GPI算法减少了35%的输出超调和60%的调节时间.类似PID控制器,GPI算法只须要采样输出电压,因而具有较低的成本,提高了响应速度.     

Buck型DC DC变换器的滑模预测控制方法

针对Buck型DC DC变换器的滑模控制存在收敛速度慢、产生抖振等问题,设计一种新型的滑模预测控制方法。该方法应用矩阵变换和Schur补引理等技术,将滑模控制律的设计转化为优化问题,避免控制律的切换,从而抑制滑模控制的抖振现象,且由于优化过程能充分利用控制能量,使得输出能够更快收敛。变换器的线性化模型和非线性模型的仿真结果表明,所提出的控制方法不存在抖振问题,且相较于单纯的滑模控制、预测控制和已有的滑模预测控制,提出的滑模预测控制方法调节速度分别提升769%、520%、200%,负载突变后电压超调量分别减少732%、718%、526%,具有更快的调节性能和更强的鲁棒性。     

基于模糊-PID复合控制的DC/DC变换器研究

DC/DC功率变换器是一种强非线性系统,传统的PID控制算法简单,设计容易,但依赖于其线性化小信号模型,且当功率变换器的参数发生变化时,其参数不能兼顾动态性能和静态性能,影响最终的控制效果.针对传统PID控制器的不足,结合模糊控制不需要建立被控对象精确数学模型的特点,以Buck变换器为例,提出一种新的模糊控制和PID控制相结合的方法.当输出的偏差范围较大时,采用模糊控制提高其动态响应速度;反之,切换到PID控制以提高其稳态精度.最后利用MATLAB对系统进行仿真验证.仿真结果表明:模糊-PID复合控制器具有响应速度快、超调量小、稳定性好等优点.