一种降压型开关电源芯片电路的研究与设计

设计了一款PWM控制模式降压式（buck）直流一直流转换器芯片。该芯片为电压反馈控制模式,内部补偿使得反馈控制有很好的线性和很快的负载响应而无需通过外部设计。芯片采用CMSC0．5μm BCD工艺实现。PSPICE仿真结果表明,输出电压只有大约50mY的纹波,静态电流为3mA左右。输出电压在低于0．5V时,芯片具有短路降频功能,工作频率由81KHz降到23KHz左右,输出负载由0．2A跳变到2A时具有很好的负载调整率,大约为0．2％,转换效率可以达到85％以上。     

非理想Buck Boost连续工作方式的平均法建模和仿真

开关变频器的高频化、软开关技术,以及新的控制技术和新的拓扑结构等给开关变换器的建模带来了许多亟待解决的问题,以往建模过程中的一些理想化假设将会引起很大偏差。本文借鉴三端开关器件模型法、时间平均等效电路法、能最守恒法的基本思想,研究了非理想Buck Boost在连续工作模式下的电路模型,揭示了考虑寄生参数建模的必要性,对实际应用有较大的指导意义。     

通信电源中单相Buck功率因数校正器的研究

研究了断续电流模式(DCM)下单相Buck电路作为功率因数校正器的拓扑电路和工作原理,给出了实现功率因数校正的临界条件和临界电感的计算公式;分析了输入电流产生畸变的原因和影响畸变程度的主要因素;分别用功率匹配法和等效电流源法对该电路的输出电压纹波进行了分析,总结了输入电流畸变与输出电压纹波的定性关系。仿真结果验证了理论分析的正确性,表明单相Buck功率因数校正器(即单相Buck PFC)可以满足通信电源对功率因数的要求。     

双向DC/DC变换器滑模控制新方案研究

根据双向DC/DC变换器在电感电流连续模式(CCM)和断续模式(DCM)下的电路特性,以双向Buck变换器为例,提出了一种新型滑模控制策略,通过对双向Buck变换器在CCM和DCM下的建模分析,给出了改进的滑模控制矩阵方程和控制规则,并且讨论推导了此时的滑模存在条件和稳定条件,给出了结合滞环控制的滑模控制器设计方案。实验结果证明,该滑模控制系统具有良好的鲁棒性和快速的动态响应速度。     

一种Buck变换器的电压控制策略研究

Buck 变换器是一种结构比较简单,应用十分广泛的 DC/DC 降压变换器。由 Buck 电路的平均线性化模型,得到其电压控制下的动态小扰动模型,给出了应用 PI 控制器实现其精确控制的方法。仿真实验结果表明在系统参数和负载都发生较大幅度变化时依然能获得 Buck 电路良好的输出,系统具有很强的鲁棒性     

磁集成Buck变换器在超级电容充电系统中的建模

同步整流Buck变换器广泛应用于低压充电场合,变换器中采用的交错并联磁集成技术能够有效地减小电感电流纹波,增加变换功率,提高变换器的工作可靠性,同时提高系统的动态响应速度。在超级电容充电阶段,采用状态空间平均法,推导了三相交错并联磁集成同步整流Buck变换器在电流连续模式(CCM)下的大信号和小信号模型,得到了系统开环传递函数。利用Matlab仿真软件得到整个系统开环幅频和相频特性曲线,并以此为依据优化设计控制器的补偿网络以提高系统的稳定性和瞬态响应速度,最后通过仿真和实验进行了验证。     

基于改进型零电流开关单元的PWM变换器族

本文提出一种改进型ZCS-PWM开关单元。该开关单元能在整个变换范围内实现所有有源开关管的零电流开关(ZCS)和所有无源开关管的零电压开关(ZVS)，而且通过无源箝位电路彻底的消除了所有开关管的电压尖峰；此外，所有开关管的电流应力都很小。本文详细分析了基于该开关单元的buck变换器，研究结果验证了这种零电流开关技术的可行性，最后得出了基于该开关单元的一族变换器。     

新型逆变器滑模控制方案研究

针对一种由两组独立对称的双向Buck变换器组合的新型DC/AC逆变器拓扑提出了滑模控制策略,实现信号的功率放大.给出了新型逆变电路的工作原理,对滑模控制进行了深入分析,并运用反函数变换替换参考源,在新建的相平面内改进了时不变的滑模面控制方程和控制规则.运用等效控制理论分析了滑模控制的存在和稳定条件,给出了滑模区域及动态设计和滞环控制设计依据.并且讨论了负载属性的影响以及寄生电阻对输出电压的影响.根据分析结果设计了滑模控制系数及系统参数.滑模控制方案使得滑模运动具有零阶动态特性,能有效克服系统参变量变化和外部扰动,充分发挥了快速响应和鲁棒性强的优点.实验结果证明了分析设计的正确性.     

Buck变换器非线性控制器设计

针对Buck变换器的非线性特性,提出了采用反步法和反步滑模法控制非线性系统的控制策略。基于对Buck变换器数学模型的分析,论述了反步法控制器的设计,实现了当Buck变换器参数发生变化时,电容电压和电感电流对给定参考信号较好的跟踪;将反步法与滑模控制相结合,设计了反步滑模控制器,进一步改善了系统的跟踪性能。使用System Generator在Matlab环境下进行系统建模及仿真研究,结果表明,反步法和反步滑模法的非线性系统控制器效果良好。     

DC/DC变换器的一种无源化控制方案

针对DC/DC开关变换器的非线性控制问题,在电流连续型Buck变换器仿射非线性模型的基础上,通过非线性坐标变换,得到其标准链式结构,采用非线性系统无源化方法设计出系统的反馈镇定控制器,得到了一种无源化控制方案。仿真结果表明,所设计的控制器对负载扰动具有很强的鲁棒性,且控制器简单易实现,实现了对Buck变换器中电感电流和电容电压的有效控制。