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高频双频Buck变换器平面集成磁件优化设计
被引量:
1
1
作者
高圣伟
于冠恒
赵虹宇
《天津工业大学学报》
CAS
北大核心
2024年第3期66-74,共9页
针对目前开关器件和磁性元件性能不足导致双频Buck变换器的效率和功率密度低的问题,研究了一种高效高功率密度的双频Buck变换器。变换器将工作在连续导通(CCM)模式,采用解耦合的平面集成电感器完成系统磁元件的集成,结合磁件的集成方法...
针对目前开关器件和磁性元件性能不足导致双频Buck变换器的效率和功率密度低的问题,研究了一种高效高功率密度的双频Buck变换器。变换器将工作在连续导通(CCM)模式,采用解耦合的平面集成电感器完成系统磁元件的集成,结合磁件的集成方法、有限的PCB层数和变换器的特性给出双频Buck变换器的参数,然后,提出了一种双频Buck变换器平面磁件的设计方法,并完成系统磁元件的优化设计。最后,基于第3代半导体SiC器件以及平面集成磁件,设计了额定功率200 W、开关频率400 kHz的双频Buck变换器。结果表明:该变换器峰值效率将达到96.1%,功率密度为46.1 W/in^(3)(1 in=25.4 mm),验证了双频Buck变换器设计方法的正确性和有效性。
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关键词
双频buck变换器
平面磁件
高频高效高功率密度
SIC器件
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职称材料
复合双频Buck变换器
被引量:
5
2
作者
罗全明
杜雄
+1 位作者
周雒维
卢伟国
《中国电机工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2008年第9期1-6,共6页
提出一种复合双频Buck变换器,对其工作原理和性能特点进行了详细分析。复合双频Buck变换器的高频部分为三电平Buck单元,低频部分为两电平Buck单元。与三电平Buck变换器相比,复合双频Buck变换器具有较高的效率,而且其"隔直"电...
提出一种复合双频Buck变换器,对其工作原理和性能特点进行了详细分析。复合双频Buck变换器的高频部分为三电平Buck单元,低频部分为两电平Buck单元。与三电平Buck变换器相比,复合双频Buck变换器具有较高的效率,而且其"隔直"电容可以取得更小。与双频Buck变换器相比,其具有高频开关电压应力低,输出滤波电感、滤波电容小,动态负载性能好等优点。最后,在理论分析的基础上进行了实验研究。
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关键词
双频buck变换器
复合
双频buck变换器
三电平
变换器
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职称材料
双频Buck变换器工作模式
被引量:
4
3
作者
罗全明
杜雄
+1 位作者
周雒维
卢伟国
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2008年第11期72-78,共7页
研究了基本双频Buck变换器可能存在的工作模式,详细分析了工作于"模式一"时变换器的工作原理。结果表明,基本双频Buck变换器的稳态和动态性能都存在明显缺陷,其应用领域受到限制。讨论了改进双频Buck变换器的工作模式,特别分...
研究了基本双频Buck变换器可能存在的工作模式,详细分析了工作于"模式一"时变换器的工作原理。结果表明,基本双频Buck变换器的稳态和动态性能都存在明显缺陷,其应用领域受到限制。讨论了改进双频Buck变换器的工作模式,特别分析了其工作于"模式二"时的工作原理,在此基础上研究了改进双频Buck变换器工作模式的判定方法,提出了变换器在整个负载变化范围工作于"模式一"的关键条件。最后,在理论分析的基础上进行了实验研究。
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关键词
基本
双频buck变换器
改进
双频buck变换器
工作模式
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职称材料
双频BUCK变换器的性能分析及设计
被引量:
9
4
作者
罗全明
周雒维
+1 位作者
卢伟国
杜雄
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2008年第5期56-61,共6页
阐述了峰值电流控制双频BUCK变换器的工作原理,并对其性能进行了详细分析。特别通过对变换器功率传输路径的分析,提出了低频电感的选取原则。分析了变换器低频电感电流的次谐波振荡问题,并提出了抑制措施,实验验证了理论分析的正确性。
关键词
双频buck变换器
性能分析
次谐波振荡
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职称材料
电流—单周控制双频BUCK变换器
被引量:
3
5
作者
罗全明
周雒维
+1 位作者
卢伟国
杜雄
《哈尔滨工程大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2010年第4期519-524,共6页
针对如何简单有效的对双频变换器实施控制问题,提出了一种电流—单周控制方法.以电流—单周控制双频BUCK变换器为例,分析了其控制原理及性能特点,利用状态空间平均方法建立了电流—单周控制双频BUCK变换器主电路、控制电路的小信号模型...
针对如何简单有效的对双频变换器实施控制问题,提出了一种电流—单周控制方法.以电流—单周控制双频BUCK变换器为例,分析了其控制原理及性能特点,利用状态空间平均方法建立了电流—单周控制双频BUCK变换器主电路、控制电路的小信号模型,在此基础上进行了电压外环补偿器设计.仿真及试验研究结果表明:电流—单周控制方法能使高频开关电流应力最小,从而降低其开关损耗,提高变换效率.此外,采用电流—单周控制的电压外环补偿器设计容易,实现电路简单可靠.
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关键词
电流—单周控制
双频buck变换器
小信号模型
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职称材料
双频DC-DC变换器的磁集成技术
被引量:
7
6
作者
高圣伟
李永宵
+1 位作者
田金锐
刘磊
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2024年第13期4025-4036,共12页
双频Buck变换器由两个降压单元级联构成,具有动态响应快,开关损耗小等优势。然而不足的是磁件占据了整个系统的大部分体积与重量,降低了系统的功率密度。针对这一问题,提出一种三段式绕制磁集成技术,将磁件以解耦的方式集成在一副磁心...
双频Buck变换器由两个降压单元级联构成,具有动态响应快,开关损耗小等优势。然而不足的是磁件占据了整个系统的大部分体积与重量,降低了系统的功率密度。针对这一问题,提出一种三段式绕制磁集成技术,将磁件以解耦的方式集成在一副磁心中。该文首先建立集成磁件的磁路等效模型,通过抵消各绕组之间的耦合作用推导出解耦条件,并详细阐述了磁心的选取、匝数以及气隙的设计原则。其次,利用有限元仿真平台对所提集成磁件进行建模分析,与现有的集成方法相比,磁通密度分布更为均匀,磁心的利用率得到了有效提升。最后,搭建一台48 V/12 V、108 W的实验样机,体积和重量同分离磁件相比降低了31.2%和25.3%,提高了系统的功率密度,验证了该集成方法理论分析的正确性和可行性。
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关键词
双频buck变换器
解耦集成
有限元仿真
磁通密度
功率密度
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职称材料
题名
高频双频Buck变换器平面集成磁件优化设计
被引量:
1
1
作者
高圣伟
于冠恒
赵虹宇
机构
天津工业大学天津市电气装备智能控制重点实验室
出处
《天津工业大学学报》
CAS
北大核心
2024年第3期66-74,共9页
基金
天津市科技计划项目(20YDTPJC01520)。
文摘
针对目前开关器件和磁性元件性能不足导致双频Buck变换器的效率和功率密度低的问题,研究了一种高效高功率密度的双频Buck变换器。变换器将工作在连续导通(CCM)模式,采用解耦合的平面集成电感器完成系统磁元件的集成,结合磁件的集成方法、有限的PCB层数和变换器的特性给出双频Buck变换器的参数,然后,提出了一种双频Buck变换器平面磁件的设计方法,并完成系统磁元件的优化设计。最后,基于第3代半导体SiC器件以及平面集成磁件,设计了额定功率200 W、开关频率400 kHz的双频Buck变换器。结果表明:该变换器峰值效率将达到96.1%,功率密度为46.1 W/in^(3)(1 in=25.4 mm),验证了双频Buck变换器设计方法的正确性和有效性。
关键词
双频buck变换器
平面磁件
高频高效高功率密度
SIC器件
Keywords
double frequency
buck
converter
planar magnetics
high frequency,high efficiency and high power density
SiC devices
分类号
TN624 [电子电信—电路与系统]
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职称材料
题名
复合双频Buck变换器
被引量:
5
2
作者
罗全明
杜雄
周雒维
卢伟国
机构
输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学)
出处
《中国电机工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2008年第9期1-6,共6页
基金
国家自然科学基金项目(50677071)
重庆市自然科学基金重点项目(2005BA6017)~~
文摘
提出一种复合双频Buck变换器,对其工作原理和性能特点进行了详细分析。复合双频Buck变换器的高频部分为三电平Buck单元,低频部分为两电平Buck单元。与三电平Buck变换器相比,复合双频Buck变换器具有较高的效率,而且其"隔直"电容可以取得更小。与双频Buck变换器相比,其具有高频开关电压应力低,输出滤波电感、滤波电容小,动态负载性能好等优点。最后,在理论分析的基础上进行了实验研究。
关键词
双频buck变换器
复合
双频buck变换器
三电平
变换器
Keywords
double frequency
buck
converter
hybrid double frequency
buck
converter
three level converter
分类号
TM46 [电气工程—电器]
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职称材料
题名
双频Buck变换器工作模式
被引量:
4
3
作者
罗全明
杜雄
周雒维
卢伟国
机构
重庆大学输变电装备及系统安全与新技术国家重点实验室
出处
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2008年第11期72-78,共7页
基金
国家自然科学基金(50677071)
重庆市自然科学基金(2005BA6017)资助项目
文摘
研究了基本双频Buck变换器可能存在的工作模式,详细分析了工作于"模式一"时变换器的工作原理。结果表明,基本双频Buck变换器的稳态和动态性能都存在明显缺陷,其应用领域受到限制。讨论了改进双频Buck变换器的工作模式,特别分析了其工作于"模式二"时的工作原理,在此基础上研究了改进双频Buck变换器工作模式的判定方法,提出了变换器在整个负载变化范围工作于"模式一"的关键条件。最后,在理论分析的基础上进行了实验研究。
关键词
基本
双频buck变换器
改进
双频buck变换器
工作模式
Keywords
Basic double frequency
buck
converter, improved double frequency
buck
converter, operation mode
分类号
TM461 [电气工程—电器]
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职称材料
题名
双频BUCK变换器的性能分析及设计
被引量:
9
4
作者
罗全明
周雒维
卢伟国
杜雄
机构
重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室
出处
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2008年第5期56-61,共6页
基金
国家自然科学基金资助项目(50677071)
重庆市自然科学基金重点项目(2005BA6017)
文摘
阐述了峰值电流控制双频BUCK变换器的工作原理,并对其性能进行了详细分析。特别通过对变换器功率传输路径的分析,提出了低频电感的选取原则。分析了变换器低频电感电流的次谐波振荡问题,并提出了抑制措施,实验验证了理论分析的正确性。
关键词
双频buck变换器
性能分析
次谐波振荡
Keywords
Double frequency
buck
converter, performance analysis, sub-harmonic oscillation
分类号
TM461 [电气工程—电器]
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职称材料
题名
电流—单周控制双频BUCK变换器
被引量:
3
5
作者
罗全明
周雒维
卢伟国
杜雄
机构
重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室
出处
《哈尔滨工程大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2010年第4期519-524,共6页
基金
国家自然科学基金资助项目(50677071
50807058)
文摘
针对如何简单有效的对双频变换器实施控制问题,提出了一种电流—单周控制方法.以电流—单周控制双频BUCK变换器为例,分析了其控制原理及性能特点,利用状态空间平均方法建立了电流—单周控制双频BUCK变换器主电路、控制电路的小信号模型,在此基础上进行了电压外环补偿器设计.仿真及试验研究结果表明:电流—单周控制方法能使高频开关电流应力最小,从而降低其开关损耗,提高变换效率.此外,采用电流—单周控制的电压外环补偿器设计容易,实现电路简单可靠.
关键词
电流—单周控制
双频buck变换器
小信号模型
Keywords
current and one cycle control
double frequency
buck
converter
small signal model
分类号
TM461 [电气工程—电器]
在线阅读
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职称材料
题名
双频DC-DC变换器的磁集成技术
被引量:
7
6
作者
高圣伟
李永宵
田金锐
刘磊
机构
天津工业大学电气工程学院
天津市电气装备智能控制重点实验室
出处
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2024年第13期4025-4036,共12页
基金
国家自然科学基金(51807139)
天津科技规划项目(20YDTPJC01520)资助。
文摘
双频Buck变换器由两个降压单元级联构成,具有动态响应快,开关损耗小等优势。然而不足的是磁件占据了整个系统的大部分体积与重量,降低了系统的功率密度。针对这一问题,提出一种三段式绕制磁集成技术,将磁件以解耦的方式集成在一副磁心中。该文首先建立集成磁件的磁路等效模型,通过抵消各绕组之间的耦合作用推导出解耦条件,并详细阐述了磁心的选取、匝数以及气隙的设计原则。其次,利用有限元仿真平台对所提集成磁件进行建模分析,与现有的集成方法相比,磁通密度分布更为均匀,磁心的利用率得到了有效提升。最后,搭建一台48 V/12 V、108 W的实验样机,体积和重量同分离磁件相比降低了31.2%和25.3%,提高了系统的功率密度,验证了该集成方法理论分析的正确性和可行性。
关键词
双频buck变换器
解耦集成
有限元仿真
磁通密度
功率密度
Keywords
Double frequency
buck
converter
decoupling integration
finite element simulation
magnetic flux density
power density
分类号
TM46 [电气工程—电器]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
高频双频Buck变换器平面集成磁件优化设计
高圣伟
于冠恒
赵虹宇
《天津工业大学学报》
CAS
北大核心
2024
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
复合双频Buck变换器
罗全明
杜雄
周雒维
卢伟国
《中国电机工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2008
5
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
双频Buck变换器工作模式
罗全明
杜雄
周雒维
卢伟国
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2008
4
在线阅读
下载PDF
职称材料
4
双频BUCK变换器的性能分析及设计
罗全明
周雒维
卢伟国
杜雄
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2008
9
在线阅读
下载PDF
职称材料
5
电流—单周控制双频BUCK变换器
罗全明
周雒维
卢伟国
杜雄
《哈尔滨工程大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2010
3
在线阅读
下载PDF
职称材料
6
双频DC-DC变换器的磁集成技术
高圣伟
李永宵
田金锐
刘磊
《电工技术学报》
EI
CSCD
北大核心
2024
7
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职称材料
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参考文献
引证文献
统计分析
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