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一种适应于直流微电网的全桥LLC变换器
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作者 国梦珠 陈思 +1 位作者 郑贞钰 郭永玉 《现代电子技术》 北大核心 2025年第2期29-34,共6页
针对传统的光伏并网隔离型变换器的变压器体积大、损耗高和半导体器件电压应力高等问题,提出一种基于LLC谐振变换器的高增益DC-DC变换器。该变换器满足了输入输出之间电气隔离的要求,将全桥LLC谐振变换器与开关电容相结合,有效地提高了... 针对传统的光伏并网隔离型变换器的变压器体积大、损耗高和半导体器件电压应力高等问题,提出一种基于LLC谐振变换器的高增益DC-DC变换器。该变换器满足了输入输出之间电气隔离的要求,将全桥LLC谐振变换器与开关电容相结合,有效地提高了变换器的增益,减少了变压器的体积和损耗,降低了半导体器件的电压应力,实现了开关管的零电压开通和二极管的零电流关断,有效地降低了开关损耗。首先对所提变换器的工作原理进行详细分析;其次用基波分析法分析其基本特性,并进行半导体器件电压、电流应力计算及电路的参数设计;最后搭建一台了800 W的实验样机,经过实验验证,该变换器实现了开关管的ZVS开通,二极管的ZCS关断;减小了变压器的体积和铜耗;转换效率最高可达94.9%。二次侧二极管的电压应力为输出电压的12,是全桥整流的0.5倍、半桥整流的0.25倍,且平均电流相同,有利于器件的选型,更适用于直流微电网的应用,证明了理论分析的准确性。 展开更多
关键词 直流微电网 LLC谐振变换器 dc-dc变换器 高增益 电压应力 开关电容 基波分析法
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直流微电网储能装置双向DC-DC变换器参数自适应反步控制 被引量:8
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作者 申景潮 胡健 +5 位作者 胡敬梁 焦提操 齐晓妹 王云鹏 于娣 刘尚奇 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期1512-1522,共11页
储能装置是支撑微电网灵活运行的关键。包含储能装置的直流微电网高度电力电子化,呈现强非线性特征,且系统参数时变。针对分布式电源功率波动引起的孤岛型直流微电网母线电压波动问题,采用蓄电池作为系统功率平衡装置,基于参数自适应反... 储能装置是支撑微电网灵活运行的关键。包含储能装置的直流微电网高度电力电子化,呈现强非线性特征,且系统参数时变。针对分布式电源功率波动引起的孤岛型直流微电网母线电压波动问题,采用蓄电池作为系统功率平衡装置,基于参数自适应反步方法设计了储能装置充放电控制器。首先,基于戴维南等效模型建立了蓄电池和Buck/Boost变换器组成的储能系统的数学模型,然后将模型运行过程中的时变参数视为未知,利用参数自适应原理对未知参数进行在线实时估计,并基于参数估计值和Lyapunov理论设计控制器,调控储能装置的充放电过程,实现直流微电网源与荷间的功率平衡,在提高系统建模精度的同时确保了直流微电网的稳定性。仿真结果表明,在光照不足情况下,储能装置持续放电以稳定电压。与传统线性PI控制器和精确反馈线性化控制器相比,母线电压调节时间减小0.120 s和0.045 s、电压波动减小3.1%和2.9%;在光照充足情况下,储能装置平稳充电,与基于固定参数的反步控制器相比,电压调节时间减小0.04 s,电压偏差减小0.8%。可见,在分布式电源波动甚至完全切除的情况下,基于参数最优估计值的反步控制器能够调节储能装置在充放电状态间灵活切换,较好地维持了母线电压,而且在参数摄动时表现了良好的鲁棒性。 展开更多
关键词 储能装置 直流微电网 双向dc-dc变换器 参数自适应 反步控制
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基于非线性扰动观测的储能双向DC-DC变换器非奇异终端滑模控制策略 被引量:3
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作者 苏泳 陈艳峰 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1523-1531,共9页
在光储直流微电网系统中,储能双向DC-DC变换器在储能设备与直流母线之间起着关键的接口作用,其在光伏输出功率及负载大信号扰动下的性能优劣至关重要,将直接影响着直流母线电压的稳定运行。为此,提出了一种基于非线性扰动观测器(nonline... 在光储直流微电网系统中,储能双向DC-DC变换器在储能设备与直流母线之间起着关键的接口作用,其在光伏输出功率及负载大信号扰动下的性能优劣至关重要,将直接影响着直流母线电压的稳定运行。为此,提出了一种基于非线性扰动观测器(nonlinear disturbance observer,NDO)的非奇异终端滑模控制策略。首先采用基于微分几何理论的精确反馈线性化方法,将双向DC-DC变换器系统的状态空间模型转化为布鲁诺夫斯基标准式,并利用非线性扰动观测器对系统扰动量进行估计和补偿。在此基础上设计非奇异终端滑模控制器,并根据李雅普诺夫稳定性理论,证明所提控制策略的稳定性;进而分析所提控制策略的收敛性。最后,通过仿真验证所提控制策略的有效性。仿真结果表明,与文献中典型非线性控制策略相比,本文所提控制策略在光伏输出功率和负载有较大扰动时响应时间较快,并具有电压过充小、稳态误差小的优点。 展开更多
关键词 直流微网 双向dc-dc变换器 非奇异终端滑模控制 非线性扰动观测器
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一种用于直流微电网的新型高增益DC-DC升压变换器 被引量:1
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作者 岳舟 刘小荻 +1 位作者 姚绍华 周勇 《可再生能源》 CAS CSCD 北大核心 2022年第11期1523-1530,共8页
直流微电网需要DC-DC升压变换器提高输出电压,为分布式发电单元提供公共电压。文章对传统的升压变换器(Conventional Boost Converter,CBC)和二次升压变换器(Quadratic Boost Converter,QBC)进行改进,提出一种新型高增益DC-DC升压变换... 直流微电网需要DC-DC升压变换器提高输出电压,为分布式发电单元提供公共电压。文章对传统的升压变换器(Conventional Boost Converter,CBC)和二次升压变换器(Quadratic Boost Converter,QBC)进行改进,提出一种新型高增益DC-DC升压变换器。首先,介绍该新型变换器的拓扑结构与工作原理,并对电路参数进行了设计,分析了功率开关的电压应力;然后,从无源元件数量、开关器件间的电压应力等方面,将该变换器与其他拓扑结构进行对比,变换器仅用两个电感、两个电容和两个功率开关,实现电压增益和电流连续输入,且具有二次电压增益高和降低开关器件间电压应力的优点;最后,通过Matlab仿真模型和试验样机,验证了理论分析的正确性。 展开更多
关键词 直流微电网 dc-dc升压变换器 高增益 电压应力
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适用于光伏发电直流并网的DC-DC变换器 被引量:4
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作者 任向阳 周攀 戴朝波 《分布式能源》 2020年第2期27-34,共8页
未来以光伏发电为代表的可再生能源在国家政策的推动下将得到大规模的推广应用,分布式新能源就地消纳会成为未来配电网的重要特征。未来配电网中,变频电器、电动汽车充换电站、数据中心以及新型电子类终端等新型负荷不断涌现,负荷类型... 未来以光伏发电为代表的可再生能源在国家政策的推动下将得到大规模的推广应用,分布式新能源就地消纳会成为未来配电网的重要特征。未来配电网中,变频电器、电动汽车充换电站、数据中心以及新型电子类终端等新型负荷不断涌现,负荷类型趋于多样化。因此,光伏发电升压汇集接入直流电网是未来发展的一个重要方向。提出了适合光伏发电直流并网的模块化DC-DC变换器级联拓扑结构,分析了影响模块间输出均压的因素,提出了一种简化控制策略。另外,还研究了模块间均压控制策略。最后,在PSCAD/EMTDC仿真平台验证了影响模块间均压的因素,并验证了所提控制策略的有效性。 展开更多
关键词 光伏发电 直流并网 dc-dc变换器
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直流微电网用非隔离高增益DC-DC变换器
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作者 岳舟 刘小荻 +1 位作者 姚绍华 周勇 《可再生能源》 CAS CSCD 北大核心 2023年第8期1057-1064,共8页
在直流微电网中,光伏需要依靠电力电子功率变换器并网。文章提出了一种非隔离高增益DC-DC变换器,该变换器采用改进的开关电感,以提高负载的输出电压,对其连续导通模式和不连续导通模式下的稳态进行了分析,并与其它功率变换器拓扑进行了... 在直流微电网中,光伏需要依靠电力电子功率变换器并网。文章提出了一种非隔离高增益DC-DC变换器,该变换器采用改进的开关电感,以提高负载的输出电压,对其连续导通模式和不连续导通模式下的稳态进行了分析,并与其它功率变换器拓扑进行了比较。最后,在Matlab仿真平台和实验样机上进行了对比,仿真和实验结果与理论分析结果基本一致。文章所提变换器与传统升压变换器相比,具有较高的电压增益,虽然该变换器使用了两个功率开关,但由于两个功率开关采用统一操作,因此控制电路简单。 展开更多
关键词 直流微电网 dc-dc功率变换器 非隔离 电压增益
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混合厚膜直流-直流变换器加速寿命试验和可靠性评估 被引量:2
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作者 刘罡 王其岗 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2010年第3期63-69,共7页
提出了一种混合厚膜直流-直流(DC-DC)变换器单步进应力加速寿命试验方法。以三种混合厚膜DC-DC变换器为样品,采用提高环境温度并按定时截尾方式进行加速寿命试验,可以在相对短的时间内完成样品的可靠性评估。通过分析失效样品,能够识别... 提出了一种混合厚膜直流-直流(DC-DC)变换器单步进应力加速寿命试验方法。以三种混合厚膜DC-DC变换器为样品,采用提高环境温度并按定时截尾方式进行加速寿命试验,可以在相对短的时间内完成样品的可靠性评估。通过分析失效样品,能够识别设计和制造缺陷,为改进提供依据,最终为混合厚膜DC-DC变换器通过可靠性鉴定并实现航天应用奠定一些基础。 展开更多
关键词 直流-直流变换器 加速寿命试验 可靠性评估 失效分析 供配电系统航天器
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FMEA技术在直流-直流变换器设计中的应用
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作者 刘罡 李智荣 《电子产品可靠性与环境试验》 2006年第6期30-33,共4页
以一种卫星用直流-直流变换器产品为例,介绍了FMEA在产品设计中的应用。针对潜在的故障模式,提出了改进设计的一些基本方法。这为保证直流-直流变换器产品在轨正常工作以及实现其现场可靠性指标提供了重要依据。
关键词 故障模式与影响分析 直流-直流变换器 设计 应用
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直流-直流变换器的可靠性设计
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作者 刘罡 《电子产品可靠性与环境试验》 2005年第3期49-52,共4页
阐述了直流-直流变换器可靠性设计的基本技术,包括元器件的控制、降额设计、简化设计、冗余设计、电磁兼容设计、容差分析、故障模式影响与危害性分析、可靠性关键项目的确定等。这些技术是保证直流-直流变换器在轨正常工作以及实现其... 阐述了直流-直流变换器可靠性设计的基本技术,包括元器件的控制、降额设计、简化设计、冗余设计、电磁兼容设计、容差分析、故障模式影响与危害性分析、可靠性关键项目的确定等。这些技术是保证直流-直流变换器在轨正常工作以及实现其现场可靠性指标的重要途径,设计人员掌握并运用这些技术对提高直流-直流变换器产品的质量具有重要意义。 展开更多
关键词 直流-直流变换器 可靠性指标 可靠性设计
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基于SiC和Si器件的燃料电池汽车DC-DC变换器的性能 被引量:3
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作者 周晓敏 马后成 高大威 《汽车安全与节能学报》 CAS CSCD 2017年第1期79-86,共8页
为实现燃料电池汽车输出电压、功率的调节与控制,采用了一种交错式双Boost电路的大功率直流-直流(DC-DC)变换器,其中应用了Si和SiC功率器件。基于电路损耗计算和效率仿真手段,对比分析了全SiC[金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)器... 为实现燃料电池汽车输出电压、功率的调节与控制,采用了一种交错式双Boost电路的大功率直流-直流(DC-DC)变换器,其中应用了Si和SiC功率器件。基于电路损耗计算和效率仿真手段,对比分析了全SiC[金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)器件、SiC二极管]、SiC MOSFET和Si二极管的混合器件和全硅Si[绝缘栅双极型晶体管(IGBT)器件、Si二极管]的变换器在电路损耗。结果表明:Si IGBT的开通和关断损耗约是SiC MOSFET的3倍和10倍,在不同工况下,全SiC变换器的转换效率比全Si变换器高1%~3.1%。因而,SiC功率器件在大功率DC-DC变换器的应用中,能够提高功率密度、可靠性和动力系统工作效率。 展开更多
关键词 燃料电池汽车 直流-直流(dc-dc)变换器 交错式双Boost电路 SiC金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET) Si绝缘栅双极型晶体管(IGBT) 电路损耗
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高性能PWM型DC-DC升压变换器研究 被引量:5
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作者 余华 邹雪城 陈朝阳 《固体电子学研究与进展》 CAS CSCD 北大核心 2006年第3期420-425,共6页
设计了一种单片集成PWM型电流模式升压变换器,芯片内部集成了耐压22V的DMOS功率开关管,开关频率为1.6MHz,采用1.5μm BCD工艺实现。芯片具有很宽的输入电压(2.7~14V)、高效率(85%)、低关断电流、快速暂态响应和低功耗等特... 设计了一种单片集成PWM型电流模式升压变换器,芯片内部集成了耐压22V的DMOS功率开关管,开关频率为1.6MHz,采用1.5μm BCD工艺实现。芯片具有很宽的输入电压(2.7~14V)、高效率(85%)、低关断电流、快速暂态响应和低功耗等特性,适宜于用作便携式设备的电源管理,也可作为IP核,嵌入同种工艺下的其它芯片。文中除了对芯片设计方法、思路及主要电路模块结构的设计方案进行讨论外,还提出了减小单片集成开关电源噪声的措施。 展开更多
关键词 直流-直流 升压变换器 电流模式 脉宽调制 开关噪声
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基于ZVS的双向全桥DC-DC变换器最小回流功率双重移相分段控制 被引量:6
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作者 孙标广 李静争 +2 位作者 张迁迁 杨泽昆 邓旭哲 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期39-48,共10页
双向全桥DC-DC(DAB)变换器在直流微电网作为可再生能源与储能设备的能量传输环节,通过实现零电压开关(ZVS)和最小回流功率,可显著地提升DAB变换器的性能,从而提高直流微电网的稳定性。但同时实现ZVS和最小回流功率控制在理论上是相互制... 双向全桥DC-DC(DAB)变换器在直流微电网作为可再生能源与储能设备的能量传输环节,通过实现零电压开关(ZVS)和最小回流功率,可显著地提升DAB变换器的性能,从而提高直流微电网的稳定性。但同时实现ZVS和最小回流功率控制在理论上是相互制约的。针对这一问题,该文提出一种基于ZVS的最小回流功率双重移相分段控制策略。通过对双重移相下的传输功率进行分段,前段将ZVS作为约束条件,得到基于ZVS条件下的最小回流功率控制策略,后段通过KKT条件法实现在给定传输功率下的最小回流功率控制策略。通过将所提控制策略和传统的双重移相控制对比分析,发现所提控制策略具有更小的回流功率和电流应力,提高了变换器的性能。最后,基于所提控制策略搭建实验样机,验证了控制策略的正确性和有效性。 展开更多
关键词 直流微电网 双向全桥dc-dc变换器 双重移相控制 回流功率 零电压开关(ZVS) KKT条件法
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用于PWM控制DC-DC变换器的电流检测电路 被引量:6
13
作者 王锐 周泽坤 张波 《电子与封装》 2006年第7期28-31,共4页
设计实现了一种用于单片集成脉宽调制方式控制直流一直流变换器的电流检测电路。通过功率管并联工作在线性区的晶体管的方法检测流过功率管或电感的电流,使其具有高精度、低功耗的特点。基于0.6μm BCD工艺,利用Hspice对所设计电路进... 设计实现了一种用于单片集成脉宽调制方式控制直流一直流变换器的电流检测电路。通过功率管并联工作在线性区的晶体管的方法检测流过功率管或电感的电流,使其具有高精度、低功耗的特点。基于0.6μm BCD工艺,利用Hspice对所设计电路进行仿真。仿真结果显示,当电源电压为3V、功率管开关频率1MHz时,该电流检测电路检测精度为96.98%,功耗仅为0.112mW。 展开更多
关键词 电流检测 脉宽调制 直流-直流变换器
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ICL7660/7662变极性DC-DC变换器的原理与应用 被引量:4
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作者 杨碧石 陈兵飞 《国外电子元器件》 2003年第2期51-52,共2页
ICL7660/7662是一种变极性DC -DC变换器。它静态电流小、转换效率高、外围电路简单。文中介绍了ICL7660/7662芯片的引脚功能、内部结构和工作原理 。
关键词 dc-dc变换器 ICL7660 电路原理 直流电源 变极性
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带直流电动机负载的PWM Boost变换器系统混沌现象研究 被引量:1
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作者 齐群 刘彬 《广东交通职业技术学院学报》 2002年第3期58-60,共3页
本文建立了带直流电动机负载的PWM boost变换器系统连续模态下的状态方程;应用计算机仿真证实了该系统中混沌行为的存在。
关键词 PWM-Boost变换器系统 混沌现象 直流电动机负载 dc-dc变换器 工作原理 离散数学模型
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一种DC-DC升压变换器的动态建模及其数字补偿
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作者 李海 黄忠来 +1 位作者 徐平凡 王慧 《核电子学与探测技术》 CAS 北大核心 2023年第5期1021-1029,共9页
针对广泛应用于核电子设备的稳压电源中的非理想型直流—直流(DC-DC)升压变换器进行了研究,提出了一种新的DC-DC变换器设计方案。首先,采用平均状态空间技术对非理想升压变换器进行动态建模,通过对状态方程进行状态平均,以到变换器的连... 针对广泛应用于核电子设备的稳压电源中的非理想型直流—直流(DC-DC)升压变换器进行了研究,提出了一种新的DC-DC变换器设计方案。首先,采用平均状态空间技术对非理想升压变换器进行动态建模,通过对状态方程进行状态平均,以到变换器的连续时间传递函数作为设计有效控制器的前提;然后,通过采用数字再设计和直接数字设计两种方法,对DC-DC升压变换器的数字控制器进行了设计,从而实现变换器的闭环控制和动态响应。仿真实验结果表明,提出的DC-DC升压变换器及其数字补偿设计不仅实现了预期的动态电压调节性能,而且在输入电压动态变化范围、瞬态响应时间和响应带宽方面相比于目前先进的设计方案具有优势。 展开更多
关键词 稳压电源 直流-直流升压变换器 开关模式 状态空间方程 闭环控制 瞬态响应 响应带宽
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燃料电池DC-DC变换器的设计与数字化控制 被引量:7
17
作者 刘佳 李修亮 +2 位作者 沈烨烨 苏宏业 马龙华 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期910-916,共7页
针对燃料电池的实际要求设计并制作了推挽Buck型直流-直流(DC-DC)变换器的硬件电路,包括变换器主电路、控制电路、检测电路及保护电路等;采用状态空间平均法建立推挽Buck型DC-DC变换器的小信号模型,并且进行补偿反馈控制;基于通用反转... 针对燃料电池的实际要求设计并制作了推挽Buck型直流-直流(DC-DC)变换器的硬件电路,包括变换器主电路、控制电路、检测电路及保护电路等;采用状态空间平均法建立推挽Buck型DC-DC变换器的小信号模型,并且进行补偿反馈控制;基于通用反转控制器(GPIC)的现场可编程门阵列(FPGA)模块实现了推挽Buck型DC-DC变换器的数字化控制.结果表明,在FPGA模块的数字化控制下,自主研发设计的DC-DC变换器的输出电压能够很好地跟踪设定电压,具有优异的阶跃响应特性和较强的抗负载及输入扰动能力,能够保证燃料电池DC-DC变换器实现高效、可靠的电能转换. 展开更多
关键词 燃料电池 现场可编程门阵列数字化控制 直流-直流变换器 补偿反馈控制
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基于饱和电抗器的ZCZVS移相全桥DC-DC变换器 被引量:2
18
作者 马骜 黄铂 王朋 《电子设计工程》 2014年第9期173-176,共4页
零电压电流开关(ZCZVS)控制的DC/DC变换器在中大功率应用场合应用逐渐广泛,其较宽的开关范围及较低的损耗等优点令人瞩目。本文介绍了基于饱和电抗器的ZCZVS移相全桥的工作原理及基于UC3875的移相驱动和控制系统,并用该芯片完成一台输出... 零电压电流开关(ZCZVS)控制的DC/DC变换器在中大功率应用场合应用逐渐广泛,其较宽的开关范围及较低的损耗等优点令人瞩目。本文介绍了基于饱和电抗器的ZCZVS移相全桥的工作原理及基于UC3875的移相驱动和控制系统,并用该芯片完成一台输出50V/20A的ZCZVS移相全桥DC/DC变换器的样机设计,给出了电路主要参数的设计和初步的实验结果。 展开更多
关键词 饱和电抗器 移相全桥 直流-直流变换器 零电压电流开关
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降低同步整流DC-DC变换器损耗技术的新拓扑 被引量:1
19
作者 张良 陆鸣 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2003年第8期57-59,68,共4页
介绍了开关电源的同步整流原理,列出了采用同步整流技术直流-直流变换器的几种主要损耗,着重分析了两种降低主要损耗的新型优化拓扑电路以及其优缺点。
关键词 同步整流 DC—DC变换器 开关电源 直流-直流变换器 拓扑电路 损耗技术
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DC-DC降压变换器的滑模控制研究 被引量:2
20
作者 丁昱文 邹海荣 +1 位作者 丁家圣 周建达 《信息技术》 2017年第6期137-141,共5页
为更快获得比较理想的直流输出电压,优化Buck变换器的动态性能,本文分析了一种滑模控制器控制的直流-直流降压变换器,推导了描述降压变换器的动态方程,并设计了滑模控制器。通过MATLAB/Simulink进行仿真,仿真结果表明,基于滑模控制的降... 为更快获得比较理想的直流输出电压,优化Buck变换器的动态性能,本文分析了一种滑模控制器控制的直流-直流降压变换器,推导了描述降压变换器的动态方程,并设计了滑模控制器。通过MATLAB/Simulink进行仿真,仿真结果表明,基于滑模控制的降压转换器对负载变化和输入电压变化的有效性和鲁棒性。 展开更多
关键词 滑模控制器 直流-直流降压变换器 鲁棒性 MATLAB仿真
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