Buck变换器拓扑指数改进算法及脆弱性分析

基于拓扑指数的概念,考虑到Buck变换器在连续工作模式(CCM)下的开关状态和占空比,提出并计算了Buck变换器的广义拓扑指数。通过对Buck变换器拓扑指数的改进计算,量化电路拓扑的不同支路以及变换器占空比对变换器脆弱性的影响,进而将脆弱性分析拓展到电力电子电路拓扑的结构性故障的研究。利用Matlab软件仿真分析,此方法的计算结果与仿真结果相符,验证了此方法的有效性。     

PWM型DC/DC开关变换器的自抗扰控制策略

文章介绍了自抗扰控制器的原理和结构。结合开关变换器脉动和非线性的特点，介绍了自抗扰控制器在DC—DC开关变换器中的应用；并对具体的Buck电路进行了建模、仿真和实验，结果验证了控制策略的优良性。     

三相Buck型三电平AC/AC变换器

提出三相Buck型三电平AC/AC变换器的电路拓扑结构,研究其电路工作原理,并给出控制策略以实现输出电压和飞跨电容电压的联合控制。相比于两电平变换器,三相Buck型三电平AC/AC变换器的开关管数量加倍,并增加了3个飞跨电容,但各开关管的电压应力均降低为原来的1 2,故适用于高输入电压大功率应用场合。仿真结果证明了三相Buck型三电平AC/AC变换器及其控制策略的可行性和理论分析的准确性。     

基于能量守恒平均模型的开关变换器建模

文中介绍了一种常用的开关变换器建模方法——能量守恒平均法,依据能量守恒平均原理,建立连续模式下Buck变换器的直流和小信号模型,并给出开环传递函数。仿真分析表明,该模型能够准确描述变换器的频域特性,验证了理论推导的有效性。     

Buck变换器在Matlab/Simulink下的仿真研究

本文首先分析了Buck变换器的工作原理,推导出Buck变换器电路参数的计算公式;然后介绍了Buck变换器的控制技术及其特点;最后在Matlab/Simulink下建立仿真模型。仿真结果验证了提高开关管的频率,可使得输出电压更平稳。     

一种改进型ZVT-PWM Buck变换器的设计

软开关技术是近年来电力电子学领域中的一个研究热点.采用软开关技术可以降低开关损耗,抑制开关产生的电磁干扰,因而有助于进一步提高开关频率、该文在分析典型Buck变换器的基础上,提出了一种改进型的ZVT-PWM Buck电路,对其拓扑结构、工作原理和电路特性等作了较深入的阐述.仿真结果证实改进型电路是可行和有效的,并提高了...     

DC-DC Buck变换器中的混沌现象分析

DC-DC Buck变换器在满足一定条件时,随着开关的开合,会引起电路拓扑结构的变化,产生非线性系统的现象。本文在分析了电路的结构原理后,通过仿真更直观地观察到电路中的混沌现象,对不同的电压输入值产生的影响都做了详细的分析,为以后在Buck变换器设计中避免混沌现象的产生奠定了一定的理论基础。     

一种基于GaN器件大功率双向DC/DC变换器

本文介绍了一种新的高功率双向隔离式DC/DC变换器。DC/DC转换器使用基于氮化镓(GaN)的功率开关器件。本文对10 kW GaN大功率DC/DC变换器的拓扑结构进行了优化,参数化和分析,并通过仿真和验证了其有效性。它由两个单相全桥电路、两个输入输出电感和一个高频变压器组成。高频变压器在实现两个全桥变换器之间的电流隔离方面起着至关重要的作用。使用MATLAB仿真软件对10 kW的变换器进行了建模。MATLAB仿真结果验证了变换器的性能适合于高功率应用并能实现轻负载条件下的零电压开通(ZVS)和零电流关断(ZCS)。然后,设计了一个7 kW的实验原型,以验证所设计拓扑的有效性。     

双向Buck/Boost变换器的教学探析

本文针对现有“电力电子技术”相关教材中存在的对双向变换器的分析不完善和各知识点之间缺乏联系等问题,探析了双向Buck/Boost变换器的拓扑生成原理,并且详细分析了变换器运行于电感电流过零模式下实现零电压开关的具体过程,并推导出了软开关的实现条件。本文有助于学生理解并加深双向变换器与基本Buck和Boost变换器之间的联系和差别,并了解软开关技术在基本变换器中的应用,具有一定的教学指导意义。     

降压型变换器的分叉及其混沌行为的研究

针对DC/DC开关变换器存在的非线性混沌现象,利用时间离散映射方法,导出了DC/DC Buck变换器的精确离散模型,研究DC/DC Buck变换器分叉和混沌现象动态演化过程。分析DC/DC Buck变换器的稳定性,最后通过仿真验证了系统的分叉和混沌行为。研究结果表明要使DC/DC Buck变换器工作于稳定状态,可以利用控制电压反馈系数的方法预防和消除分叉及混沌现象的发生。     

双向功率流电压型准Z源DC-DC变换器研究

为克服传统双向DC-DC变换器的不足,对一种新型的双向功率流电压型准Z源DC-DC变换器进行研究。该变换器是基于准Z源变换器的思想,其中双向功率开关由两个面对面连接的IGBT模块构成,通过PWM波形控制双向功率开关导通占空比,实现在单一拓扑结构下双向功率流传输的目的。该拓扑结构的优点是可以实现双向的升/降压输出,并且具有较宽的调压范围。首先应用saber软件对电路进行了仿真验证,然后进行实验验证,其结果证实了该电路拓扑的合理性和优越性。     

基于锂电池化成的新型双向DC／DC拓扑结构研究与建模

提出一种用于锂电池化成技术的新型双向DC／DC拓扑结构。采用两级双向DC／DC拓扑结构,一级使用半桥双向变换器,另一级使用Buck—boost双向变换器,用数字信号处理器对Buck—boost双向变换器进行闭环控制,能实现输入电压和输出电压有较大压差的情况下进行变换。在Matlab／Simlink下对该拓扑结构进行验证。结果表明,该变换器性能稳定,能有效地实现3V电池电压和400V母线电压双向变换。     

一种快速瞬态响应Buck变换器设计

提出了一种基于锁相环锁频锁相ACOT控制模式的Buck变换器。该变换器具有快速瞬态响应的特点。分析发现,在负载阶跃时,传统ACOT控制模式Buck变换器受到最小关断时间和锁相环速度的限制,不能完全发挥其瞬态响应快的优势。设计了一种根据设定的开关频率可自适应调节环路参数的Buck变换器,它在较宽的开关频率下具有快速的瞬态响应特性。采用0.18 μm BCD工艺对提出的Buck变换器进行仿真验证。结果表明,负载电流从1 A跳变到5 A时,输出电压下冲恢复时间减小为1.68 μs。     

Buck型变换器电路结构及其演化过程

文中论述了基于Buck型变换器的DC-DC、DC-AC、AC-DC和AC-AC变换器电路结构及其演化过程,给出了各类变换器的电路-拓扑实例和原理试验结果。理论分析和原理试验结果表明,Buck型变换器在中大容量的DC—DC、DC-AC、AC-DC和AC-AC电能变换中具有重要的应用价值。     

一种新型基于二次型Buck变换器的交错并联LED驱动电源

为了减小输出电流纹波,提出了一种基于二次型Buck变换器的交错并联LED驱动电源。主电路由一个二次型Buck变换器和一条新增支路构成,这条新增支路包括一个开关管、二极管、电感和电容,优化了原有的拓扑结构,实现了高功率因数和恒流输出。采用交错并联技术,有效减小了滤波电感和输出电流纹波,纹波大小仅为输出电流峰峰值的0.18%。最后通过实验样机详细验证了理论分析的正确性。     

Matlab／Simulink在DC-DC变换器仿真中的应用

DC-DC变换器广泛应用于通讯、计算机、工业设备和家用电器等领域。对其仿真具有重要的意义。然而在使用传统电路仿真软件对其进行电路仿真时,实际情况并不理想,且仿真速度也相当慢。Matlab/Simulink作为国际上较为流行的用来对动态系统进行建模、仿真与分析的软件包,在对DC-DC变换器电路进行仿真时显现出巨大优势。通过对Buck变换器开关过程的分析,应用Matlab/Simulink的3种方法对其进行仿真。最后通过仿真波形进行比较,其结果是一致,且与理论相符。可见Matlab/Simulink适合于在DC-DC变换器仿真中应用。应用Matlab/Simulink对DC-DC变换器进行仿真是一次创新,其大大提高了仿真效率。     

基于DC/DC变换的逆变技术的研究

传统逆变器结构简单、技术成熟,但由于自身拓扑结构的不足使其存在开关损耗大、输出滤波要求高、输出交流幅值受电源电压限制、开关状态转换时可能出现直通短路等缺点。基于Buck的DC/DC变换器由于本身拓扑结构的优势,有效避免了传统逆变器的这些问题,进一步提高了效率。简要介绍了现有基于DC/DC变换器的逆变电路拓扑,并分析了各自拓扑结构的优缺点及相应的控制方式。     

基于GaN器件的有源箝位双向反激变换器设计

文章针对氮化镓(Gallium Nitride,GaN)功率晶体管在双向DC-DC变换器中的应用进行设计。近年来,第三代宽禁带功率半导体器件GaN凭借其体积小、高频、高效率等优势,在电力电子应用中得到了广泛的关注。为实现双向DC-DC变换器在便携式小功率应用场景下的能量双向高效传输,设计了一种基于GaN器件的有源箝位双向反激变换器并对其性能进行了验证。详细地介绍和分析了变换器的工作原理、开关模态以及软开关实现条件,并对主电路参数进行设计。采用LTspice软件搭建仿真模型,仿真结果验证了该变换器在小功率应用下可实现开关管软开关性能。最后,设计了一个20 W的实验样机验证了所设计拓扑的准确性和有效性,结果表明该变换器较传统Si MOSFET器件具有更高的转换效率。     

输入电流连续型Buck变换器拓扑关联问题探析

本文探析了输入电流连续型Buck变换器拓扑族之间的内在关联,建立了Buck变换器的统一数学模型,并深入分析和对比了各Buck变换器的控制和纹波特性等.本文有助于学生更加深入地理解不同形式的Buck变换器拓扑之间的内在联系及其特性,具有一定的教学指导意义.     

基于模糊控制的光储三端口变换器研究

针对传统三端口变换器体积大传输效率低、开关管较多导致控制复杂的问题,通过拓扑推演得到一种基于交错并联Buck/Boost与双有源桥共用的新型三端口变换器拓扑结构,在减少开关管使用数量的同时提高了变换器的效率。由于三端口变换器非线性强、时变性强,难以建立精确的数学模型,若采用传统控制方式存在精度低、响应时间长等劣势,提出一种模糊PI控制规则,通过对PI参数进行实时调整,改善变换器的动态响应特性。仿真分析可得,基于模糊PI的控制策略在增强系统的鲁棒性的同时降低了超调。最后设计一台240W样机,实验结果表明样机效率达到91%,抗干扰能力强且响应迅速。