双开关准Z源耦合电感高增益DC/DC变换器

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作者 周轩浩 戚志东 +3 位作者 唐飞 柏理音 储开慧 沈朝阳 《太阳能学报》 北大核心 2025年第8期491-497,共7页

为使光伏、燃料电池等新能源发电系统输出稳定的高直流电压,提出一种双开关准Z源耦合电感高增益非隔离型DC/DC变换器。该变换器在传统准Z源结构基础上增加一个开关管和二极管组成双开关准Z源结构,利用耦合电感和开关电容单元实现变换器... 为使光伏、燃料电池等新能源发电系统输出稳定的高直流电压,提出一种双开关准Z源耦合电感高增益非隔离型DC/DC变换器。该变换器在传统准Z源结构基础上增加一个开关管和二极管组成双开关准Z源结构,利用耦合电感和开关电容单元实现变换器在更低占空比下的高电压增益,具备高电压增益、输入电流连续、开关管和二极管电压应力低、输入输出共地的优点。详细分析变换器拓扑的工作原理、稳态性能以及参数设计,并与其他相关的准Z源结构的DC/DC变换器进行对比。最后搭建一个120 W的实验样机,实验结果验证了理论分析的正确性与可行性。 展开更多

关键词 dc/dc变换器 拓扑 耦合电路 光伏发电 高增益 准Z源

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一种交叉倍压型高增益DC/DC变换器 被引量：3

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作者 秦明 冯耀星 +1 位作者 常忆雯 王克文 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期120-130,共11页

针对光伏发电、燃料电池发电等领域对高增益直流变换器的需求,以两相交错并联升压变换器为研究对象,由2个含有电感的倍压单元组合设计出实现电压提升的交叉倍压结构,据此提出了一种新颖的交叉倍压型高增益DC/DC变换器。该变换器可实现(3... 针对光伏发电、燃料电池发电等领域对高增益直流变换器的需求,以两相交错并联升压变换器为研究对象,由2个含有电感的倍压单元组合设计出实现电压提升的交叉倍压结构,据此提出了一种新颖的交叉倍压型高增益DC/DC变换器。该变换器可实现(3n+4)/(1-d)倍的高电压增益(1∶n为耦合电感匝数比,d为变换器占空比),且具有电路器件的低电压应力特性。对于漏感引起的开关管电压尖峰问题,引入了钳位电容构成释放漏感能量通道,同时提升了输出电压。介绍了新型交叉倍压型高增益变换器的拓扑结构,分析了变换器各模态的工作过程,推导了电压增益、输入电流纹波及各器件电压应力等稳态特性,并搭建样机进行实验研究,验证了该直流变换技术方案的可行性和先进性。 展开更多

关键词 dc/dc变换器 高增益 低输入电流纹波 交叉倍压 交错并联 耦合电感

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一种可拓展双输入高增益DC/DC变换器 被引量：2

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作者 邾玢鑫 周丽娟 +2 位作者 赵孟浩 王凯宏 杨浴金 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2024年第11期148-158,共11页

针对光伏发电系统中光伏电池板集成汇流的需求,提出了一种可拓展双输入高增益DC/DC变换器。该变换器采用了一种新型拓扑结构,可在实现输入输出电压高增益变换的同时降低了开关器件的电压应力。此外,所提变换器还具有可拓展性,可以根据... 针对光伏发电系统中光伏电池板集成汇流的需求,提出了一种可拓展双输入高增益DC/DC变换器。该变换器采用了一种新型拓扑结构,可在实现输入输出电压高增益变换的同时降低了开关器件的电压应力。此外,所提变换器还具有可拓展性,可以根据不同的光伏电池板数量和输出电压要求对端口进行扩展,从而降低系统的复杂性和成本。首先详细介绍了所提变换器的拓扑结构,并推导出变换器在不同工作模态下的运行原理。然后,对该变换器的增益特性、开关器件的电压和电流应力、关键器件的参数选择和损耗计算等方面进行了深入的理论分析。最后,搭建了一台输出功率为1 kW的实验样机,并进行了实验测试。实验结果验证了所提变换器理论分析的正确性和可行性。 展开更多

关键词 光伏发电 双输入 高增益 dc/dc变换器

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一种新型零电压关断高增益DC/DC变换器 被引量：7

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作者 黄悦华 吴袭 +1 位作者 任路路 邾玢鑫 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第S1期186-192,共7页

提出一种新型零电压关断高增益DC/DC变换器,所提变换器通过一个辅助电容和两个辅助二极管即可实现开关管的零电压关断,具有结构简单、易于实现的优点。开关管的零电压关断不仅有效提高了变换器的工作效率,同样也提高了变换器的功率密度... 提出一种新型零电压关断高增益DC/DC变换器,所提变换器通过一个辅助电容和两个辅助二极管即可实现开关管的零电压关断,具有结构简单、易于实现的优点。开关管的零电压关断不仅有效提高了变换器的工作效率,同样也提高了变换器的功率密度。适用于电动汽车、不间断电源、光伏发电、航空航天等对变换器输入输出增益及功率密度要求较高的应用领域。首先分析了所提变换器的工作原理,然后理论推导出变换器的性能特点,最后搭建了一台功率为400W的实验样机。实验结果显示所提方案有效提升了变换器的工作效率,验证了理论分析的正确性。 展开更多

关键词 零电压关断 高增益 dc/dc变换器 高效率

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基于耦合电感与开关电容单元的高增益DC/DC变换器 被引量：13

5

作者 尹华杰 丁杰 赵世伟 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第11期66-74,共9页

提出一种基于耦合电感与开关电容单元的高增益DC/DC变换器。将开关电容单元集成到电路拓扑中,并拓展至n个,提高该变换器调节增益的自由度,使其不仅能通过改变耦合电感匝比来调节电压增益,还能通过增减开关电容单元来改变电压增益。耦合... 提出一种基于耦合电感与开关电容单元的高增益DC/DC变换器。将开关电容单元集成到电路拓扑中,并拓展至n个,提高该变换器调节增益的自由度,使其不仅能通过改变耦合电感匝比来调节电压增益,还能通过增减开关电容单元来改变电压增益。耦合电感中漏感的电流不能突变,使得二极管的反向恢复问题得以解决。漏感能量通过无源箝位电路得到了很好的吸收,进而降低了开关管的电压应力,提高了变换器的效率和可靠性。分析了所提电路拓扑的工作原理,并对比分析了变换器的性能特点。最后,制作了一台输入电压为20~40 V,输出电压为380 V,额定功率为300 W的样机进行实验验证。主要工作波形与理论分析基本一致,且实测最高效率为95.4%,从而验证了理论分析的正确性与所提变换器的可行性。 展开更多

关键词 高增益 耦合电感 开关电容单元 无源箝位 dc/dc变换器 电压应力

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应用于微逆变器的高增益DC/DC变换器设计 被引量：10

6

作者 王挺 汤雨 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2013年第13期121-126,共6页

在光伏发电微逆变器模块中,针对传统高增益DC/DC变换器体积较大、功率器件电压应力高、电压增益仍然有限的不足,提出了一种新型的非隔离型高增益DC/DC变换器,有效克服了上述缺点。文中讨论了该变换器在连续与断续工作模式下的工作模态,... 在光伏发电微逆变器模块中,针对传统高增益DC/DC变换器体积较大、功率器件电压应力高、电压增益仍然有限的不足,提出了一种新型的非隔离型高增益DC/DC变换器,有效克服了上述缺点。文中讨论了该变换器在连续与断续工作模式下的工作模态,分析了其稳态工作原理,并给出了其电压增益及外特性曲线。与一些常见的高增益DC/DC变换器在电压增益、电压应力和电感电流等方面进行了对比,最后根据所提出的变换器,设计并制作了一台200W原理样机,实验结果证实了理论分析的正确性。 展开更多

关键词 光伏发电 微逆变器 有源网络 dc dc变换器 高增益

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一种混合开关电感和开关电容的高增益DC/DC变换器 被引量：16

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作者 刘明杰 陈艳峰 +1 位作者 张波 丘东元 《电源学报》 CSCD 北大核心 2020年第4期85-93,共9页

针对传统Z源DC/DC变换器存在的输入电流不连续、输出电压增益不够高和功率器件电压应力较高等不足,利用开关电感和开关电容技术,提出了一种混合开关高增益DC/DC变换器。该变换器主电路中只用到1个储能电容,结构简单,与现有典型的高增益... 针对传统Z源DC/DC变换器存在的输入电流不连续、输出电压增益不够高和功率器件电压应力较高等不足,利用开关电感和开关电容技术,提出了一种混合开关高增益DC/DC变换器。该变换器主电路中只用到1个储能电容,结构简单,与现有典型的高增益阻抗源DC/DC变换器相比,所提出的混合开关电感和开关电容的DC/DC变换器可以实现更高的输出电压增益,同时电容和开关器件的电压应力较低。详细分析了所提变换器的工作原理,通过在实验室中所建立的输入电压16~40 V、输出电压26~107 V和输出功率7~114 W的原型验证了其性能。 展开更多

关键词 开关电感 开关电容 电压应力 高增益 dc/dc变换器

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一种功能解耦型高增益DC/DC变换器分析与设计 被引量：8

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作者 吕星宇 罗全明 +1 位作者 谌思 周雒维 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第3期920-931,共12页

传统Boost变换器存在实际增益受限、器件应力大、变换效率低等不足,难以实现高效率、高增益DC/DC变换。为此,提出一种由直流变压器和辅助变换器组合而成的功能解耦型高增益变换器,其中直流变压器主要实现高效、固定增益变换功能,而辅助... 传统Boost变换器存在实际增益受限、器件应力大、变换效率低等不足,难以实现高效率、高增益DC/DC变换。为此,提出一种由直流变压器和辅助变换器组合而成的功能解耦型高增益变换器,其中直流变压器主要实现高效、固定增益变换功能,而辅助变换器主要实现输出稳压功能。首先,对组合型高增益变换器的不同组合方式进行对比分析,确定功能解耦型高增益变换器的结构。然后,对直流变压器和辅助变换器的拓扑选择及控制策略进行讨论。在此基础上提出电路参数的优化设计方法,特别是直流变压器的参数定量设计。最后,根据所确定电路参数,搭建一台输出功率为400W的实验样机,实验结果验证了理论分析的正确性,实测最高变换效率为94.1%。 展开更多

关键词 dc/dc变换器 高增益 高效率 LLC谐振变换器

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三开关双Boost高增益DC/DC变换器研究 被引量：7

9

作者 刘郑心 杜玖玉 于渤洋 《电源技术》 CAS 北大核心 2021年第8期1082-1086,共5页

燃料电池、光伏发电及电动汽车高电压等级充电系统等应用场合需要高升压比DC/DC变换器,常见的非隔离DC/DC变换器的升压比较低,难以满足实际需求。针对这一问题,提出了一种三开关双Boost高增益DC/DC变换器的拓扑结构,具有结构简单、功率... 燃料电池、光伏发电及电动汽车高电压等级充电系统等应用场合需要高升压比DC/DC变换器,常见的非隔离DC/DC变换器的升压比较低,难以满足实际需求。针对这一问题,提出了一种三开关双Boost高增益DC/DC变换器的拓扑结构,具有结构简单、功率密度高的特点。在分析该变换器工作原理的基础上,利用状态空间平均法建立了变换器小信号模型,并设计了双闭环PI控制器。实验结果表明,所提DC/DC变换器升压比可达到8以上,适合宽输入电压范围和高增益的要求。在系统效率方面,与传统Boost变换器相比,所提出的三开关双Boost结构DC/DC变换器最高效率可达到95.18%,且在相同实验条件下,效率变化范围远小于传统Boost变换器。在双闭环PI控制系统下,该DC/DC变换器具有较好的鲁棒性。 展开更多

关键词 dc/dc变换器 高增益 三开关 鲁棒性

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新型ZVT高增益DC/DC变换器 被引量：3

10

作者 王辉 余楷 +2 位作者 邾玢鑫 曾庆典 魏业文 《电力系统及其自动化学报》 CSCD 北大核心 2019年第4期62-69,共8页

针对普通升压变换器输出电压低及开关损耗大的问题,本文提出一种新型零电压关断高增益DC/DC变换器。文中首先对1个工作周期内不同状态下工作状况进行了分析,然后对所提变换器性能特点进行分析并计算给出电压增益比与开关二极管的电压及... 针对普通升压变换器输出电压低及开关损耗大的问题,本文提出一种新型零电压关断高增益DC/DC变换器。文中首先对1个工作周期内不同状态下工作状况进行了分析,然后对所提变换器性能特点进行分析并计算给出电压增益比与开关二极管的电压及电流应力。理论分析表明,所提方案有效提高了变换器输入输出增益及工作效率,且开关管的电压及电流应力得到有效降低。最后,通过1台功率为800W的实验样机进行了验证和相应的损耗分析,实验结果证明了理论分析的正确性。 展开更多

关键词 dc/dc变换器 软开关 高增益 高效率

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基于耦合电感的两相交错高增益DC/DC变换器

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作者 郑诗程 王磊 +2 位作者 秦乐乐 孙茜茹 郎佳红 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第10期141-150,159,共11页

高增益DC/DC变换器是将新能源发电系统中的输出电压提升至并网电压的关键环节。提出一种两相交错型高增益DC/DC变换器拓扑结构(CI-TPIBS),变换器拥有反向对称的Boost-Sepic(BS)结构和以耦合电感(CI)为升压手段的倍压单元。通过控制A、B... 高增益DC/DC变换器是将新能源发电系统中的输出电压提升至并网电压的关键环节。提出一种两相交错型高增益DC/DC变换器拓扑结构(CI-TPIBS),变换器拥有反向对称的Boost-Sepic(BS)结构和以耦合电感(CI)为升压手段的倍压单元。通过控制A、B两相交错运行进一步提高变换器的电压增益,在实现高电压增益的同时,两相交错结构(TPI)避免了开关管和二极管电压应力的逐级递升,同时也抑制了输入电流纹波,且完全的对称性结构为变换器的控制提供了方便。详细分析了变换器升压原理及各个器件的工作特性,并给出了各元器件的选择依据。最后搭建出400 W的原型样机,验证了所提出的变换器的性能。 展开更多

关键词 高增益变换器 拓扑 交错并联 对称结构 耦合电感 dc/dc变换器

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一种基于高自由度电压增益单元的高升压DC-DC变换器 被引量：13

12

作者 邾玢鑫 刘崧 +1 位作者 黄悦华 曾庆典 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第9期2707-2716,共10页

该文提出一种基于高自由度电压增益单元（high degrees of freedom voltage multiplier cell,HD-VMC）的大容量高增益DC/DC变换器,具有输入输出增益高、开关器件电压电流应力低且可调、输入相数可自由扩展且自动均流的优点。上述特性使... 该文提出一种基于高自由度电压增益单元（high degrees of freedom voltage multiplier cell,HD-VMC）的大容量高增益DC/DC变换器,具有输入输出增益高、开关器件电压电流应力低且可调、输入相数可自由扩展且自动均流的优点。上述特性使得所提变换器较适用于大容量高增益直流变换场合,如海上风电直流输电系统中。文中首先对变换器的拓扑构建思路进行阐述,然后以4相输入12个HD-VMCs的变换器为例分析该变换器的工作原理及性能特点,最后通过2.5MW的仿真模型和800W的实验样机验证理论分析的正确性。 展开更多

关键词 输入相数可调 高自由度电压增益单元 自动均流 高增益dc/dc变换

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一种新型非隔离型高增益DC-DC变换器 被引量：11

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作者 邾玢鑫 任路路 吴袭 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第4期25-30,共6页

在不间断电源、新能源发电等应用场合中,高增益DC/DC变换器得到了广泛应用。基于两相传统交错并联Boost变换器,提出了一种新型非隔离型高增益DC/DC变换器。所提变换器具有低输入电流纹波、两相电感电流自动均流、开关和二极管电压应力... 在不间断电源、新能源发电等应用场合中,高增益DC/DC变换器得到了广泛应用。基于两相传统交错并联Boost变换器,提出了一种新型非隔离型高增益DC/DC变换器。所提变换器具有低输入电流纹波、两相电感电流自动均流、开关和二极管电压应力低、升压能力高等特点,适用于输入输出电压比大且无需电气隔离的应用场合。本文首先对所提电路的工作原理进行了具体分析,然后理论推导其主要性能特点,最后通过一台功率为400W的实验样机验证了前述分析的正确性。 展开更多

关键词 非隔离型 高增益 dc—dc变换 电压应力

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宽输入高增益隔离升压型DC/DC变换器 被引量：7

14

作者 肖文英 戴日光 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2012年第8期1147-1151,共5页

隔离升压型DC/DC变换器是一类可以将低压直流母线变换成高压直流母线并实现电气隔离的变换器的统称。该技术在新能源发电领域如燃料电池发电系统以及微逆变器系统中应用广泛,其研究热点是宽输入适应性、高增益和高效率功率变换。LLC谐... 隔离升压型DC/DC变换器是一类可以将低压直流母线变换成高压直流母线并实现电气隔离的变换器的统称。该技术在新能源发电领域如燃料电池发电系统以及微逆变器系统中应用广泛,其研究热点是宽输入适应性、高增益和高效率功率变换。LLC谐振变换器很好地符合这些要求。为此,研究了基于全桥LLC谐振变换器的高增益隔离升压型DC/DC变换器,提出了单级式和两级式两种方案,单级式方案为输出稳压LLC谐振变换器,而两级式方案为Boost变换器级联输出不稳压LLC谐振变换器。分别提出了LLC谐振变换器在单级式和两级式方案中的基于最佳励磁电感的谐振腔参数设计方法,并且分别通过样机实验验证了所提出的设计方法的有效性。 展开更多

关键词 宽输入 高增益 dc/dc变换器 LLC谐振变换器 最佳励磁电感

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用于分布式光伏制氢的高效紧凑多端口电力电子变换器

15

作者 李驰 叶之菁 +4 位作者 舒文彬 翁幸 王继慷 郑泽东 刘敏 《电网技术》 北大核心 2025年第8期3278-3287,I0077,共11页

分布式光伏制氢不仅是一种有效的新能源消纳手段,还可以满足用户的多样化用能需求。多端口电力电子变换器支持多种能源形式端口互联,有助于推进分布式光伏制氢系统紧凑化。但是,由于光伏发电和电解制氢两个系统的端口电特性迥异,要求多... 分布式光伏制氢不仅是一种有效的新能源消纳手段,还可以满足用户的多样化用能需求。多端口电力电子变换器支持多种能源形式端口互联,有助于推进分布式光伏制氢系统紧凑化。但是,由于光伏发电和电解制氢两个系统的端口电特性迥异,要求多端口电力电子变换器能够适应各端口工作点的宽变化范围和快速波动,并在紧凑空间内安全稳定运行。当前有关多端口电力电子变换器的研究大多停留在实验室阶段,少量的工程样机不仅在效率和功率密度上表现欠佳,并且未就其在分布式光伏制氢应用中存在的一系列问题提出针对性解决策略。为此,该文提出了一种三端口CLLC谐振变换器拓扑以及纯内移相调制和功率解耦控制策略。该三端口变换器不仅实现了高效、高功率密度电能变换,而且可宽范围、快速地跟随光伏出力、调节制氢负载。最后,采用SiC MOSFET功率模块搭建了100kW变换器样机单元验证了以上性能。 展开更多

关键词 光伏制氢 高效 高功率密度 多端口电力电子变换器 隔离dc/dc变换器

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高功率因数软开关三相AC/DC变换器 被引量：5

16

作者 赵涛 王相綦 +3 位作者 董晓莉 尚雷 金正方 张海燕 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第6期59-61,共3页

把移相控制全桥变换技术用于三相AC/DC变换器的功率因数调整 ,将中线接至变换器 ,得到一种新型主电路拓扑结构 ,各功率管实现了软开关。利用Pspice对该结构进行了仿真 ,系统的功率因数约 0 98。

关键词 高功率因数 软开关 三相AC/dc变换器 仿真 主电路拓扑结构

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基于脉冲宽度调制控制策略的零电流开关高功率因数AC/DC变换器 被引量：12

17

作者 贲洪奇 吴新科 刘昭和 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第9期48-52,共5页

目前,对单级功率因素校正电路的研究大多集中在小功率应用领域,为此该文提出一种能够应用于中大功率场合、实现了零电流开关的单级高功率因数AC/DC变换器拓扑。通过在全桥变换器中增加辅助开关实现了PWM控制,它不仅能够在很宽的负载范... 目前,对单级功率因素校正电路的研究大多集中在小功率应用领域,为此该文提出一种能够应用于中大功率场合、实现了零电流开关的单级高功率因数AC/DC变换器拓扑。通过在全桥变换器中增加辅助开关实现了PWM控制,它不仅能够在很宽的负载范围内实现零电流开关和功率因数校正,而且解决了全桥谐振电路中。在不采用移相控制的情况下,必须采用PFM控制策略的问题。与2级式功率因数校正电路相比,提高了动态响应的速度、降低了成本,并且开关管的电压应力较低。仿真和实验分析验证了变换器的优越性。 展开更多

关键词 高功率因数AC/dc变换器 零电流开关 脉冲宽度调制 控制策略

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单级并联型高效率AC／DC变换器 被引量：2

18

作者 张继红 于志 吕志伟 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期952-955,共4页

针对单级AC-DC变换器串联式拓扑结构效率较低的问题,对并联型拓扑结构能够提高变换器效率的机理进行了分析,并论述提高效率与电能分配的关系.同时,对提出的改进型并联式变换器拓扑的工作原理和工作过程进行分析.实验结果表明,改进型并... 针对单级AC-DC变换器串联式拓扑结构效率较低的问题,对并联型拓扑结构能够提高变换器效率的机理进行了分析,并论述提高效率与电能分配的关系.同时,对提出的改进型并联式变换器拓扑的工作原理和工作过程进行分析.实验结果表明,改进型并联式变换器在宽范围输入交流电压和负载条件下,均达到90%以上的高效率. 展开更多

关键词 单级AC/dc变换器 并联武结构 电能分配 高效率

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一种低噪高输出电压DC-DC变换器设计 被引量：1

19

作者 刘克承 王卫国 +1 位作者 黄欹昌 李斌 《现代电子技术》 2011年第6期188-190,195,共4页

针对某航天器设备用的130 V高压DC-DC变换器的低噪声要求,采用初级侧隔离的负载端直接反馈控制方式,次级侧采用结合LC低通无源滤波电路和有源滤波电路的两级输出滤波电路设计方法。通过实验,不仅实现了高压DC-DC变换器的低噪声输出,而... 针对某航天器设备用的130 V高压DC-DC变换器的低噪声要求,采用初级侧隔离的负载端直接反馈控制方式,次级侧采用结合LC低通无源滤波电路和有源滤波电路的两级输出滤波电路设计方法。通过实验,不仅实现了高压DC-DC变换器的低噪声输出,而且通过优化设计,使得两级滤波器的体积较小,可靠性较高,实现了星载应用。 展开更多

关键词 低噪声 有源滤波 高输出电压 dc—dc变换器

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基于相对增益矩阵原理分析并联DC/DC变换器交互影响 被引量：1

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作者 冯兴田 万满满 +1 位作者 马文忠 陶媛媛 《科学技术与工程》 北大核心 2017年第20期48-54,共7页

并联DC/DC变换器之间的交互影响给系统的稳定运行和电能质量带来负面影响。基于状态空间平均法建立了升压DC/DC变换器传递函数模型,基于所建立的模型和相对增益矩阵原理,提出了一种并联DC/DC变换器双闭环均流控制回路之间的交互影响的... 并联DC/DC变换器之间的交互影响给系统的稳定运行和电能质量带来负面影响。基于状态空间平均法建立了升压DC/DC变换器传递函数模型,基于所建立的模型和相对增益矩阵原理,提出了一种并联DC/DC变换器双闭环均流控制回路之间的交互影响的分析方法,能够分析并联DC/DC变换器双闭环控制回路之间的交互影响和系统频率、控制参数之间的关系。基于相对增益矩阵原理分析方法和时域仿真的一致性,验证了该分析方法的有效性。 展开更多

关键词 dc/dc变换器 交互影响 相对增益矩阵 控制参数

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