基于Buck-Boost拓扑的数字DC-DC变换器设计

针对常规DC-DC变换器输出电压调整困难、反馈实现复杂、智能化程度低的问题,提出了一种新型的能够根据用户要求快速改变输出电压的DC-DC变换器,并且能够根据电源输入的电压变化情况实时调整控制参数,实现稳定的电压输出,且输出电压不受输入电压变化的影响。通过对不同负载和电源输入变化的实验验证,该DC-DC变换器具有输出电压稳定精确、纹波率小、反馈快速准确的特点,对于某些对输入电压稳定性要求高的场合有实际应用意义。     

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。     

光伏系统用的双向DC-DC变换器设计

研究了一种应用于光伏系统的双向DC-DC变换器,给出了主电路拓扑结构,结构由同步整流Buck-Boost电路组成,具有相互独立的控制环节。详细分析了主电路的工作原理和硬件电路。设计了基于STM32F334C8T6的变换器硬件系统、信号采集电路和驱动电路等硬件电路。样机实验结果表明:Buck模式时输出电压能稳定在12 V左右; Boost模式时,输出电压能稳定在24 V左右,且动态性能良好。     

基于FPGA控制的双有源桥DC-DC变换器仿真实验平台设计

介绍了一种基于FPGA控制的逆变器仿真实验平台设计。该设计运用半实物仿真技术,在FPGA中虚拟出双有源桥DC-DC变换器（DAB）有关的实验平台,由FPGA、DSP和上位机三部分组成。FPGA采用SparkRoad FPGA,用来在内部虚拟出一个DAB变换器电路,接收控制器发来的信号,处理仿真器内部信息,最后将结果上传至上位机系统;DSP采用TMS320F28335,用来产生模拟DAB变换器电路中的IGBT开关信号,并将开关信号以PWM波的方式传给FPGA进行处理;上位机采用的是个人电脑,用来与另外两部分进行串口通信。通过性能测试,该设计达到了预期的功能。     

廉价的DC-DC变换器

DC-DC变换器是利用脉宽调制原理制成的高效、电源组件,但因售价较高而限制了使用范围。这里介绍一款廉价的DC-DC变换器,并介绍其扩展使用。电路图见图1。原用于汽车电源给手机7.2V锂电池快速充电,输入DC10-36V,输出DC8.4V 0.75A,充电过程大致为:恒流充电→恒压缓充→     

基于混杂控制算法的双向DC-DC变换器控制

双向DC-DC变换器由于功率开关切换和双向能量流动而呈现典型的混杂特性。该文依据双向DC-DC变换器的状态方程,分别建立了Buck与Boost工作模式下的混杂自动机模型,并提出了双向DC-DC变换器的混杂控制算法。运用Matlab/Stateflow对双向DC-DC变换器混杂控制系统进行仿真,通过与传统的PI控制策略进行对比,结果表明该文提出的混杂控制算法响应速度更快、控制进度更高,具有重要的理论和工程价值。     

DC-DC变换器中一种高性能振荡电路的设计

采用 UMC 0.6μm BCD 工艺,设计了一种高性能双频振荡电路,并成功地将其应用于一款高效率、宽输入电压范围的 DC-DC 降压型开关变换器中。该电路作为整个芯片的核心模块之一,采用双电容充放电技术和 RS 触发机制,实现方波信号高、低电平时间精确可控。仿真结果表明,在考虑偏置电流、电源电压、温度以及 MOSFET 工艺波动的容差时,该振荡器的正常工作频率和占空比的最大偏差分别为7%和5%。     

双向全桥DC-DC变换器单移相闭环控制研究

针对基于传统单移相控制的双向全桥DC-DC变换器存在效率低的问题,提出了一种基于单移相闭环控制的双向全桥DC-DC变换器设计方案;分析了双向全桥DC-DC变换器稳态特性,详细介绍了基于单移相闭环控制的双向全桥DC-DC变换器的建模实现。仿真与实验结果表明,基于单移相闭环控制的双向全桥DC-DC变换器效率高、损耗小。     

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.     

锂电池化成用双向DC-DC变换器设计

针对锂电池化成过程中采用电阻放电带来的大量能量浪费现象,设计了一个双向DCDC变换器,可以实现化成放电能量的高效回收。该变换器以Buck/Boost双向DC-DC变换器作为主电路拓扑,主要由Buck驱动电路、Boost驱动电路、电压/电流采样电路等部分构成。介绍了系统的基本结构,分析了电路的工作原理,并对方案设计给予了详细说明。实验结果表明,该变换器可以实现电池充电、放电功能,控制精度高,具有良好的稳定性。     

一种新型三电平直流变换器的仿真研究

文章提出了一种新型的隔离式三电平直流变换器的拓扑,它是在传统的两电平变换器的基础上提出来的.在这种新型拓扑中,每个开关管的电压应力都比两电平时降低了一半,并且滤波器的体积也明显减小,使其更适用于高电压大功率场合,且拓扑极具对称性,这样方便了工作原理的分析及控制电路的设计.文章以SEPIC三电平直流变换器为例,分析了该变换器的工作原理,给出了控制策略.通过仿真结果,验证了工作原理和控制策略的正确性,比如电压应力低等特点.     

基于HIP4081的移相全桥DC-DC变换器的设计

随着我国通信、电力系统以及个人数字产品的快速发展,模块电源的应用越来越广泛.高可靠小功率DC-DC变换器已成为电子电源的一个重点发展方向.主要介绍了以H桥驱动芯片HIP4081为主控电路的小功率DC-DC变换器设计.为了进一步改善开关电源的中的磁性元件性能、减小磁件体积,分析了高频变压器的设计要点.结果分析表明:该变换...     

一种高性能电荷泵电压转换器设计

设计了一种高性能电荷泵电压转换器.该电压转换器能够将3V-18V电压转换为相应的负压,主要采用了MOSFET开关结构和具有参考电压的振荡电路.该转换器电路输出电压效率在工作温度范围内能达到99％以上.电源电流在15V时小于700μA.输出电流大.     

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.     

基于降压DC转换器的误差放大器的设计

结合Buck型DC-DC转换器的工作原理,从系统的稳定性和响应速度要求出发,提出一种高性能误差放大器及环路补偿方案。该误差放大器具有高的共模抑制CMRR和高的电源抑制比PSRR。电路结构采用CSMC 0.5μm BCD工艺,仿真结果表明,该误差放大器共模抑制比为106 dB,电源抑制比为129 dB,其性能良好,满足DC-DC转换器的系统需要。     

采用定点数的数字DC-DC控制器设计

提出了一种应用于数字DC-DC变换器的高精度定点数字控制器的设计方法;在数字控制器的控制率运算中,将浮点数格式的控制参数转化为定点数格式,从而达到简化硬件电路的目的;该设计方法应用于降压型数字DC-DC变换器的设计中,并完成了基于FPGA的测试和验证;在500kHz的开关频率下,输出电压纹波为14mV,对于±0.5A的负载电流跳变,控制器响应时间约为330μs。测试结果表明,该设计方法在保持控制精度的前提下,可简化硬件电路的设计复杂度,并改善系统的瞬态性能。     

12V,3A电流模同步Buck DC-DC转换器功率级设计

采用0.35μm 18 V DPTM BCD工艺技术给出电流模降压型DC-DC转换器的功率级设计,该功率级可以输出3A负载电流,转换效率可达到94.5%。主要针对转换器中核心部分功率级进行设计,其中包括同步开关功率晶体管设计、片上电感电流检测电路、功率晶体管驱动电路设计以及功率级的版图设计考虑,最后给出了该功率级设计的测试结果 。     

一种三相交错并联DC/DC储能变换器的设计研究

提出了一种应用于储能逆变器的三相交错并联DC/DC变换器,该变换器具有输出电流纹波小、开关器件电流应力低、能量双向流通、系统效率高的优点。详细分析了交错并联DC/DC变换器的工作原理和控制策略,推导了变换器占空比和电感电流纹波的表达式;并运用Simulink平台和20kW原理样机验证了理论分析的正确性。     

Design of Second Order Sliding Mode and Sliding Mode Algorithms: A Practical Insight to DC-DC Buck Converter

This paper presents a simple and systematic approach to design second order sliding mode controller for buck converters. The second order sliding mode control (SOSMC) based on twisting algorithm has been implemented to control buck switch mode converter. The idea behind this strategy is to suppress chattering and maintain robustness and finite time convergence properties of the output voltage error to the equilibrium point under the load variations and parametric uncertainties. In addition, the influence of the twisting algorithm on the performance of closed-loop system is investigated and compared with other algorithms of first order sliding mode control such as adaptive sliding mode control (ASMC), nonsingular terminal sliding mode control (NTSMC).In comparative evaluation, the transient response of the output voltage with the step change in the load and the start-up response of the output voltage with the step change in the input voltage of buck converter were compared. Experimental results were obtained from a hardware setup constructed in laboratory. Finally, for all of the surveyed control methods, the theoretical considerations, numerical simulations, and experimental measurements from a laboratory prototype are compared for different operating points. It is shown that the proposed twisting method presents an improvement in steady state error and settling time of output voltage during load changes.      

模糊PID控制DC-DC转换器设计与仿真

在DC/DC变换器优化动态特性的研究中,应用改进的模糊控制算法将PID算法和模糊逻辑算法相结合,形成了一种新的智能控制算法,所提出的方法不同于以前的模糊控制设计方法,系统没有去模糊化模块,具有模糊控制策略的优点,解决了模糊PID控制DC-DC转换器的去模糊化过程的计算的复杂性,并且能够保证控制系统的全局稳定性,可使转换器的输出电压,在有负载和电源电压干扰时,具有优良的动态响应.通过使用一个低成本的8位微控制器对所提出模糊PID控制器仿真,实验结果证明了上述方法和结构的可行性和优越性.