双向DC-DC变换器电路拓扑的分析与评价

归纳了双向DC-DC变换器的应用场合，说明在飞机高压直流电源系统中，双向DC-DC变换器除了充/放电器和应急电源的作用，还有HVDC母线电压过冲吸收和起动/发电系统变换器两个重要作用。以开关电源基本拓扑为主线，对双向DC-DC变换器作了分类。从双向DC-DC变换器的工作原理出发，除了已有文献提到的双向DC-DC变换器拓扑之外，推挽正激和正反激电路都是适用于隔离型Buck/Boost 双向DC-DC变换器和隔离型Buck/Buck 双向DC-DC变换器的拓扑；Sepic/Zeta也可用于双向变换。通过分析两种常用结构Buck/Boost和Buck/Buck的工作原理，说明了研究双向DC-DC变换器要研究的几个关键问题：⑴合理控制和设计实现软开关；⑵综合考虑输入输出滤波器，使滤波器和功率级阻抗匹配；⑶开关调节系统的校正和综合问题；⑷对隔离型Buck/Boost BDC，要研究自启动问题和电流型侧开关管尖峰问题；⑸对隔离型Buck/Buck双向DC-DC变换器，要研究移相控制方案下的主变压器绕制工艺问题。     

带恒功率负载的DC/DC变换器阶跃响应过程分析

由于恒功率负载负阻抗输入特性,Buck直直变换器带恒功率负载与阻性负载阶跃负载响应过程不同,且带恒功率负载时不能保证系统性能不受影响。并基于平均大信号模型,借助相平面法,针对恒功率负载以及阻性负载,详细分析了平均电流控制Buck变换器两种情形下的阶跃响应动态过程。分析表明,变换器带恒功率负载阶跃响应过程存在2类4种类型。通过限制阶跃负载所导致的电压跌落的大小可以确保变换器级联后阶跃负载动态性能不受影响。具体可以通过增大源变换器电感电流限流值及提高其电流环带宽实现。实验结果验证了理论分析的正确性。     

直/直变换器输入滤波器的设计

基于MiddleBrook's Extra Element Theorem,分析了输入滤波器与DC/DC变换器之间的相互作用.给出输入滤波器的设计准则:既能限制谐振峰值和保证稳态滤波效果,同时不影响变换器稳定性和抗扰能力,并给出单级式输入滤波器和多级式输入滤波器的具体设计方法.仿真和实验表明,按该方法设计的输入滤波器,具有体积小、重量轻、损耗低、谐振峰值低及衰减速率快等优点,在开关变换器场合具有重要应用价值.     

双向DC-DC变换器的控制模型

双向DC-DC变换器在不同的功率流向时，存在不同的控制模型。有学者认为，对于能量双向流动的闭环系统，单电压环补偿不能实现闭环稳定工作，而状态反馈可以实现闭环稳定。该文以Buck／Boost双向DC-DC变换器为例构建试验平台，通过双向控制模型的分析，采用PID补偿环节的单电压闭环实现了BDC系统闭环稳定，并进行了试验验证，试验系统的稳定和良好动态性能说明该文分析正确。     

一种新颖的串/并联输出双BUCK逆变器

研究了一种可串联或并联输出的双BUCK逆变器,该逆变电路具有无桥臂直通、可高频高效率运行的特点.通过合理的开关逻辑电路,实现了该逆变器串联或并联输出,从而根据需要提供两种不同规格的输出电压,满足不同负载设备的需要.提出同步开关型PWM调制方案与交错开关型PWM调制方案,两种调制方案均消除了传统SPWM调制方案下存在的环流能量,减小了由于环流造成的损耗.最后通过1000W的原理样机,验证了串/并联输出双BUCK逆变器可高频高效率运行的特点,具有广泛应用前景.     

带恒功率负载的DC/DC变换器起动过程分析

以平均电流控制Buck变换器为研究对象,基于平均大信号模型,借助相平面法,对恒功率负载以及阻性负载的起动过程进行比较,分析了两种情形下的起动过程,揭示了变换器带恒功率负载起动过程存在两种类型:正常起动与限流工作状态,通过提高电流限流点可以确保系统集成后起动性能不受影响.仿真与实验结果验证了理论的正确性.     

输入滤波器与开关变换器相互作用的分析

分析了输入滤波器与变换器之间的相互作用问题。指出由于输入滤波器与变换器之间不利的相互作用,使系统动态性能变差甚至不稳定。从实验的角度对阻抗比判据进行了验证,结果表明,阻抗比判据是研究子系统相互作用问题的简单方法,但过于保守,限制了输入滤波器参数的选取范围。最后给出了输入滤波器简单实用的设计方法,该方法既避免了输入滤波器与变换器之间的相互作用问题,同时也很好地满足了滤波的要求。     

基于Matlab/Simulink单相航空静止变流器的建模与仿真

基于Matlab／Simulink软件平台，建立了一单相航空静止变流器的Simulink模型，并给出了仿真和实验结果。实验结果表明，该建模和仿真方法不仅简单易行，而且可靠性高，能真实反映电源系统的动、静态性能。同时，该建模方法可直接推广应用于其它电源系统，为大型电源系统的仿真提供一条快捷、有效的途径。