电感与负载对V~2控制Buck变换器的动力学影响

在连续导电模式(CCM)时,V2控制Buck变换器的控制性能主要取决于输出电容的时间常数。基于离散映射模型,利用分岔图研究了输出电容时间常数较小时,电感与负载电阻对V2控制Buck变换器的动力学特性影响。结果表明,当时间常数较小时,V2控制Buck变换器工作在断续导电模式(DCM)次谐波或CCM混沌振荡状态,通过选择较小的电感或较大的负载电阻,该变换器将工作在正常的DCM周期振荡状态。PSIM电路仿真验证了分岔分析的正确性。     

电流型双脉冲跨周期调制Buck变换器研究

提出一种断续导电模式(Discontinuous Conduction Mode,DCM)Buck变换器的电流型双脉冲跨周期调制(Dual Pulse Skipping Modulation,DPSM)技术。与电压型DPSM技术比较,电流型DPSM技术采用双环控制技术,检测电感电流以产生具有不同占空比的控制脉冲,克服电压型DPSM开关DC-DC变换器无法检测电感电流的问题,有效防止启动过程中电感电流过冲现象发生。以DCM Buck变换器为例说明电流型DPSM技术的原理和输出电压纹波与脉冲组合之间的关系。运用动力学分析方法建立电流型DPSM DCM Buck变换器的离散时间模型,得出高功率脉冲、低功率脉冲以及跨周期脉冲的组合规律。最后,给出仿真和实验结果,表明有着良好瞬态性能的电流型DPSM Buck变换器低输出电压纹波与较宽的负载可调范围等优点。     

两控制变量PT控制PCCM Buck-Boost变换器

为减小电感惯性模态期间电感电流下降对下一周期脉冲的影响,根据伪连续导电模式(Pseudo Continuous Conduction Mode,PCCM)Buck-Boost变换器的工作特点,提出一种新的脉冲序列(Pulse Train,PT)控制策略。控制策略中包含两个控制变量,使控制器根据不同能量的电压控制脉冲产生不同的电流控制脉冲。详细分析了新型PT控制策略下PCCM Buck-Boost变换器的工作过程,给出了高低能量电压控制脉冲比。仿真与实验结果验证了新型控制策略的可行性及理论分析的正确性。     

磁流变阻尼器用降压式变换器建模与仿真研究

研究磁变阻尼器性能优化问题,分析了负载为磁流变阻尼器的 Buck 变换器的动态工作过程,为系统实现减振效果,给出了不另加滤波电感的原冈.基于三端 PWM 开关模型法,建立了电流驱动器的小信号平均模型,列出了占空比对输出电压、电感电流的传递函数.根据峰值电流模式下 Buck 变换器的工作原理,分别分析了电流内环和电压外环.同时设计了斜坡补偿电路和电压补偿网络.根据变换器工作原理,在 Saber 中建立了峰值电流模式下 Buck 变换器模型,并进行了仿真研究,仿真结果表明了建模设计方法的正确性性和可行性,这将为磁流变阻尼器电流驱动器设计提供了新思路和方法,也将缩减了电流驱动器电路设计的开发周期.     

宽输入DC-DC Boost变换器电感参数设计

根据DC-DC Boost变换器的工作原理,给出电流连续模式时电感临界参数的计算表达式。分析负载和开关频率恒定时,临界电感量与占空比的变化关系。重点研究宽范围输入时,电流连续模式下电感量的选取方法。通过仿真进行分析,结果与理论分析一致,验证了电感参数选取的合理性。     

基于SG的Buck变换器自适应反步法控制

针对Buck变换器的非线性特性,考虑在电感电流连续导通模式下的数学模型,采用自适应反步法设计其闭环控制器,同时基于System Generator提出了数字控制器的实现方法,并分析了其负载扰动和电源扰动特性,将仿真结果与PI控制方式相比较,结果表明自适应反步控制的优越性和System Generator设计开发的有效性,为FPGA实现Buck变换器的数字控制器提供了新的设计流程,也为进一步研究其他DC-DC变换器的非线性控制提供了新思路.     

新型ZCS-PWM Buck变换器的磁集成研究

研究新型ZCS-PWM Buck变换器,通过电感和电容的谐振使流过功率开关管的电流呈正弦波形,为开关管提供了零电流开关条件。提出将分立的谐振电感和滤波电感集成在同一个平面磁芯上。理论分析和仿真结果证明了该方案的正确性和可行性。     

DCM模式下双向DC/DC变换器的性能分析

针对目前交错并联磁集成双向DC/DC变换器工作在DCM模态下的分析不全面这一研究现状,以三相电感进行耦合的三相交错并联磁集成Buck/Boost双向DC/DC变换器为实例,在轻载时关断MOS管,利用MOS管的体二极管具有单向导电的特性,避免电感电流出现负值,从而降低变换器的能量损耗,提高变换器的效率.首先,深入分析了运行在Buck状态下的双向DC/DC变换器的DCM模态的稳态性能;其次,分析了变换器的工作状态转换条件,求出各模态转换的临界负载电流,并且通过引入的变比与其他参数之间的关系来具体分析变换器在各种工作情况(CCM/DCM)下的每一相相电流的变化规律;最后,通过仿真和试验的实际数据来验证理论分析的正确性.     

峰值电流控制Boost变换器的研究

分析了峰值电流模式控制的Boost变换器工作原理,并讨论了连续导电模式(CCM)变换器的稳定性问题。研究了斜坡补偿法对占空比D0.5并工作于CCM时变换器存在的次谐波振荡的影响。并给出了以UC3842控制的Boost变换器设计实例,仿真和实验研究结果验证了理论分析的正确性。     

一种新型高精度数字DC-DC变换器控制方法研究

提出了一种新型的数字DC-DC变换器的控制方法,与电压模式数字控制结构相比在电流内环加入数字斜波补偿环节,该方法不依赖DPWM高分辨率来提高输出精度,有效抑制极限环震荡,而且可以降低系统时钟频率达到节约成本的目的;在开关频率300kHz下通过Matlab仿真及稳态、瞬态的分析,最后通过Buck变换器功率级和带有ADC的Xilinx Spartan IIFPGA平台实验验证了该控制结构的有效性;同时这种控制思想也可以应用到其他数字开关变换器IC控制结构设计中。     

连续导电模式下的单电感多输出DC—DC变换器

本文系统地分析了采用分时复用原理的单电感多输出DC—DC变换器的结构。由于电感共享,各输出支路之间存在着严重的交叉影响,当所有输出支路严格地工作在不连续导电模式（DCM）或伪连续导电模式（PCCM）下时,可有效地抑制这种交叉影响。文中采用一种新的控制方式,利用各支路输出电压的共模电压、差模电压来分别控制输入半桥和输出半桥的占空比,在连续导电模式（CCM）下实现了几乎没有交叉影响的多路输出。     

一种新型软开关Buck变换器的研究

针对传统ZVT-PWM变换器的辅助开关硬关断的不足,提出了一种新型PWM控制的软开关Buck变换器方案,详细介绍了该新型软开关Buck变换器的拓扑结构及工作原理,并给出了具体的设计过程。新型软开关Buck变换器的辅助电路使主开关工作在零电压状态,所有的半导体器件均工作在软开关条件下,从而减小了开关损耗。仿真结果证明了该新型软开关Buck变换器方案的有效性。     

基于FPGA的四相交错并联磁集成Buck变换器研究

在负载变化范围较小的前提下,为提高Buck变换器输出电压精度和电压纹波,在传统Buck变换器拓扑结构基础上,引入多相交错并联磁集成技术.详细分析磁集成条件下,变换器在占空比0～1范围内的相电感电流纹波、四相电感总输出电流纹波、电压纹波与磁耦合系数的关系,确定磁集成变换器占空比与磁耦合系数的最佳选择范围.提出磁集成变换器小信号建模一般方法,并设计出基于FPGA的数字控制器.制作四相交错并联磁集成Buck变换器实验样机,通过实验验证了理论分析的正确性.     

交错并联三绕组耦合Buck变换器设计

针对传统交错并联Buck变换器存在占空比小的问题,将三绕组耦合电感引入反激变换器,设计了一种交错并联三绕组耦合Buck变换器。分析了该变换器中开关管和输出二极管的电压应力,进而得到该变换器的输出电压增益,并对该变换器拓扑进行了优化。仿真和实验结果表明,该优化拓扑可有效抑制开关管两端的电压波动,降低开关管的电压应力。     

带有副边电流过零检测的双模式AC/DC开关电源

当反激式变换器在副边电流减小至零时,原边电感和功率开关管的寄生电容会发生耦合振荡作用,针对此现象提出了一种带有副边电流过零检测功能的双模式AC/DC驱动电路,有效地确定了副边电流过零时刻。根据副边电流持续的时间判断负载情况,实现了输出端负载短路或者断路保护,并避免了芯片应用系统从电流断续模式突然进入电流连续工作模式,使开关电源驱动电路更加稳定,并且结合反激式原边反馈技术实现了恒流和恒压的双模式驱动。     

Buck-Boost DC-DC变换器中分叉与混沌问题的研究(Ⅱ)——数值分析与实验

研究了电流控制型Buck Boost变换器中的分叉与混沌问题. 在连续模式下的Buck Boost变换器的离散数学模型基础上, 从不动点及稳定性理论的角度对Buck Boost变换器的第一分叉点进行了严格的数值分析, 得到了三维参数空间曲面图. 此外, 建立了实验硬件电路, 实验结果验证了理论分析.     

一种交错并联Boost PFC变换器的控制方法

针对交错并联Boost PFC变换器工作在电流临界模式(Critical Conduction Mode,CRM)时,过零检测方法复杂和输入电流波形畸变的问题,提出了一种新颖的控制方法。该方法基于新型开关管电压检测电路,通过检测MOS管漏源电压,并经由比较器得到过零信号,实现了开关管的零电压开通或谷底开通,极大地降低了开关损耗。采用开关管导通时间补偿策略,提高电感电流平均值,改善了由电感和MOS管寄生电容谐振导致的输入电流波形畸变现象。最后,搭建了一台800 W的样机,实验结果验证了该方法的有效性和可行性。     

基于注吸电流法的Buck-Boost变换器建模与仿真

该文详细介绍了注吸电流法的建模思想和步骤，并应用注吸电流法建立了工作在电感电流断续（DCM）模式下的Buck—Boost变换器数学模型。对Buck—Boost变换器及其PI调节器构成的闭环控制系统进行了分析研究。应用Simulink＼Sim-owerSystem模块，建立了该系统的Matlab仿真模型，并进行了相应的仿真分析。仿真结果表明，所得Buck—Boost变换器数学模型的精确性和可用性可以满足要求，能够真实反映该系统的动、静态性能。满意的仿真结果与理论分析取得了一致，验证了该模型的正确性。     

脉冲序列控制BIFRED变换器的脉冲组合和电压纹波

升压式-反激式集成的整流/储能直流-直流(BIFRED)变换器是由Boost电路与反激式电路集成实现的,具有电路简单、成本低、负载范围宽等优点,工程应用价值较高。脉冲序列(PT)控制技术是一种新的离散控制技术,比较适用于BIFRED变换器的输出电压调节控制,但PT控制存在着输出电压纹波较大的缺点,因此研究PT控制BIFRED变换器的输出电压纹波具有重要的物理意义。为了更好地表征工作在双断续导电模式(DCM-DCM)下的PT控制BIFRED变换器的电压调节控制性能,通过求解在1个开关周期内流过副边二极管的平均电流,得到了在1个开关周期内高、低功率脉冲作用下的输出电压变化量,由此获得了不同负载时PT控制DCM-DCM BIFRED变换器的控制脉冲组合,并进一步确定了相应的输出电压纹波。通过PSIM仿真软件和硬件试验,得到了不同负载下的时域波形,验证了控制脉冲组合、输出电压纹波理论分析的正确性及控制方案的可行性。     

新型磁集成改进型Cuk变换器

提出了一种改进型Cuk变换器,在保持传统的Cuk变换器具有连续输入和输出电流优点的同时,电压增益为传统Cuk变换器的1/(1-D)倍,再通过磁集成的方式,将变换器中的3个电感进行集成.分析了磁集成改进型Cuk变换器的工作原理,推导出了变换器的电压增益、开关器件的电压应力和电流纹波的表达式,给出了电感耦合度设计准则,使变换器中3个电感电流纹波都有效减小,并给出了三电感耦合的磁件设计方案.通过仿真和实验的方式验证了理论分析的正确性.