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开关纹波交互作用下负载变换器的稳定性机理
1
作者 张希 陆大辉 +2 位作者 金立强 闫冠宇 包伯成 《工程科学与技术》 北大核心 2025年第2期256-266,共11页
在级联功率变换器中,源变换器与负载变换器之间的开关纹波交互可重塑公共耦合点处的电压纹波。当输出电容等效串联电阻(ESR)较大时,源变换器的输出电压纹波对负载变换器的稳定性具有显著的影响。为了揭示开关纹波交互作用对负载变换器... 在级联功率变换器中,源变换器与负载变换器之间的开关纹波交互可重塑公共耦合点处的电压纹波。当输出电容等效串联电阻(ESR)较大时,源变换器的输出电压纹波对负载变换器的稳定性具有显著的影响。为了揭示开关纹波交互作用对负载变换器稳定性的影响,本文以级联的谷值电压(VVR)控制Buck变换器为例,通过动力学建模和稳定性分析等方法来阐述负载变换器的稳定性机理。首先,分析了源变换器与负载变换器公共耦合点处电压纹波的特性,利用分岔图展示了负载变换器随源变换器和负载变换器电感值变化时的动力学行为。然后,明确了级联VVR控制Buck变换器在一个开关周期内的3种开关状态序列,建立了相应的近似离散映射模型,并推导了不动点邻域内的Jacobi矩阵及其特征根;通过监测Jacobi矩阵的特征根随源变换器和负载变换器电感值变化的运动轨迹,明晰了开关纹波交互作用下负载变换器的失稳机理。特征根分析结果表明,增大源变换器的电感值可以提高负载变换器的稳定性,而增大负载变换器的电感值将降低负载变换器的稳定性。最后,搭建了级联VVR控制Buck变换器的实验样机,结合理论分析给出了相应的电路仿真结果和实验结果。电路仿真结果和实验结果验证了理论分析的正确性。 展开更多
关键词 开关纹波交互作用 级联功率变换器 负载变换器 稳定性机理 离散映射模型
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采用谐振电感复用的LCL-T/LLC谐振变换器
2
作者 方炜 王帅 +2 位作者 康国杭 刘宿城 刘晓东 《电子科技大学学报》 北大核心 2025年第1期13-22,共10页
LLC谐振变换器有着转换效率高、软开关特性好等显著优点。但在储能系统充电的应用场合中,宽电压增益输出要求LLC谐振变换器工作频率在较大范围内变化,从而引起转换效率明显降低、磁性元件设计困难、轻载调节有限等问题。研究了一种采用... LLC谐振变换器有着转换效率高、软开关特性好等显著优点。但在储能系统充电的应用场合中,宽电压增益输出要求LLC谐振变换器工作频率在较大范围内变化,从而引起转换效率明显降低、磁性元件设计困难、轻载调节有限等问题。研究了一种采用谐振电感复用的LCL-T/LLC谐振变换器,可用于电动汽车的车载充电。将谐振电感置于变压器副边,构建LCL-T谐振腔使得变换器工作在恒流充电阶段,LCL-T谐振变换器的恒流特性可以显著减小变换器的工作频率范围;通过辅助开关改变谐振支路,该谐振电感也可参与LLC谐振,使变换器工作在恒压充电阶段,提供稳定的充电电压。由于谐振电感位于变压器副边,减少了死区时间内的磁芯损耗,提高了转换效率。详细分析了该变换器的工作模式和直流增益特性,给出了关键参数设计原则。最后,搭建了一台3.3 kW、400 V/330 V的实验样机,验证了变换器拓扑和控制方案的有效性。 展开更多
关键词 直流充电 LCL-T/LLC谐振变换器 软开关运行 电动汽车
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微网储能侧DC-DC变换器的强化学习自抗扰控制策略
3
作者 马幼捷 刘熠铭 +3 位作者 周雪松 王博 陶珑 问虎龙 《太阳能学报》 北大核心 2025年第3期63-72,共10页
直流微电网电压稳定性研究是新型电力系统面临的关键问题。针对微电网系统中直流母线电压波动大和抗干扰能力弱等缺陷,该文提出一种由Q-learning算法赋能的DC-DC变换器自抗扰控制策略。通过引入线性扩张状态观测器,实现对模型内部摄动... 直流微电网电压稳定性研究是新型电力系统面临的关键问题。针对微电网系统中直流母线电压波动大和抗干扰能力弱等缺陷,该文提出一种由Q-learning算法赋能的DC-DC变换器自抗扰控制策略。通过引入线性扩张状态观测器,实现对模型内部摄动与外部扰动量的精确估计与补偿,利用Q-learning算法实现控制策略参数自适应优化,从而更高效地维持输出电压稳定。基于理论分析,推导范数意义下的Q-learning算法收敛性,并运用Lyapunov理论判据证明线性自抗扰的稳定性。最后,通过仿真对比该文提出的控制策略、线性自抗扰控制与双闭环PI控制在不同工况下的结果,充分验证该策略在提升DC-DC变换器抗扰能力和鲁棒水平的高效性与优越性。 展开更多
关键词 微电网 DC-DC变换器 自抗扰控制 Q-learning算法 Lyapunov判据
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一种新型交错并联准Z源高增益变换器
4
作者 张涛 李云飞 +3 位作者 张丽 韩庆林 张亚飞 白文龙 《太阳能学报》 北大核心 2025年第3期272-279,共8页
针对传统交错并联高增益变换器往往需要较大的占空比才可以达到较高输出电压的问题,提出一种新型交错并联准Z源高增益变换器(IPSCN-QZS)结构,通过将传统的交错并联高增益变换器的电感元件更改为准Z源网络同时加入开关电容单元共同构成... 针对传统交错并联高增益变换器往往需要较大的占空比才可以达到较高输出电压的问题,提出一种新型交错并联准Z源高增益变换器(IPSCN-QZS)结构,通过将传统的交错并联高增益变换器的电感元件更改为准Z源网络同时加入开关电容单元共同构成升压结构,实现高电压增益。首先,详细分析IPSCN-QZS变换器的工作原理,推导出电压增益,二极管以及开关管电压应力。然后,搭建一个947 W的试验样机进行验证,实验结果与Matlab/Simulink仿真软件以及理论分析的结果一致,验证了IPSCN-QZS变换器的正确性和可行性。 展开更多
关键词 高增益 开关电容 准Z源 变换器 交错并联
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飞跨电容型三电平Buck变换器双闭环控制研究
5
作者 韩锟 马晓慧 李蔚 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第2期829-840,共12页
飞跨电容型三电平Buck变换器因具有输出电压电流谐波小、开关管电压应力小等优势在轨道交通储能系统中被广泛应用。为保证其中点电位平衡的同时提高其输出电流、电压品质,在对输出电压与飞跨电容电压解耦的基础上提出一种模型预测控制... 飞跨电容型三电平Buck变换器因具有输出电压电流谐波小、开关管电压应力小等优势在轨道交通储能系统中被广泛应用。为保证其中点电位平衡的同时提高其输出电流、电压品质,在对输出电压与飞跨电容电压解耦的基础上提出一种模型预测控制与自抗扰控制相结合的双闭环控制方法。电流内环采用引入飞跨电容电压调节速率因子的连续集模型预测控制策略,该方法开关频率固定,不需要调节评价函数的权重系数,能降低控制器设计难度,通过微调开关管占空比实现对外恒流充电工况和中点电位平衡控制,利用李雅普诺夫理论分析了内环的稳定性。电压外环采用基于粒子群参数寻优的自抗扰控制器,实时估计并补偿负载突变等扰动,改善系统的抗扰能力,满足对外恒压充电工况的需求。这种双闭环结构限制了变换器最大峰值电流,保证了变换器可靠运行。在50 kHz开关频率下进行仿真和半实物实验,结果表明所提控制策略将飞跨电容电压稳定在输入电压的一半,保证了中点电位平衡,在此基础上实现了恒流和恒压输出。其中,对于输出电流单环控制,模型预测控制与PI控制器相比表现出更快的响应速度;对于电压电流双闭环控制,所提控制策略的响应时间比PI双闭环控制提升了44%,当输入电压和负载电阻发生突变时,所提控制策略与PI控制相比输出电压超调量更小、调节时间更短。 展开更多
关键词 飞电容三电平降压变换器 解耦控制 模型预测控制 最优控制律 自抗扰控制
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基于半桥三电平LLC谐振变换器的混合控制策略研究
6
作者 王君瑞 赵东琦 +1 位作者 陈剑飞 秦豪 《现代电子技术》 北大核心 2025年第2期1-8,共8页
半桥三电平LLC谐振变换器具有体积小、开关器件少、开关器件耐压高等优势,已逐渐应用于直流充电模块后级为动力电池充电。针对传统变频调制(PFM)策略与移相调制(PSM)策略无法实现宽输出电压范围的问题进行分析,提出一种宽增益范围的移相... 半桥三电平LLC谐振变换器具有体积小、开关器件少、开关器件耐压高等优势,已逐渐应用于直流充电模块后级为动力电池充电。针对传统变频调制(PFM)策略与移相调制(PSM)策略无法实现宽输出电压范围的问题进行分析,提出一种宽增益范围的移相-变频(PSM-PFM)混合控制策略。通过搭建一台功率为600 W、输出电压为20~60 V的实验样机进行验证。实验结果表明,所提控制策略相比单一调制策略具有更宽的增益,进而可实现宽输出电压范围,能够为动力电池提供稳定、宽范围且可调的充电电压,并实现开关管零电压开通。 展开更多
关键词 LLC谐振变换器 变频调制 移相调制 混合控制 零电压开关 宽输出电压
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基于DBO-FHA的双向CLLLC谐振变换器参数优化设计
7
作者 马帅旗 贺海育 +2 位作者 任思嘉 赵佳瑶 张力蕾 《汽车技术》 北大核心 2025年第2期37-45,共9页
针对采用基波分析(FHA)法设计CLLLC变换器参数时,步骤繁杂、无法找到变换器最优硬件参数的问题,提出一种基于基波分析法和蜣螂优化(DBO)算法的CLLLC变换器参数设计和寻优策略。通过FHA推导出变换器参数的设计边界,并将其作为设计约束条... 针对采用基波分析(FHA)法设计CLLLC变换器参数时,步骤繁杂、无法找到变换器最优硬件参数的问题,提出一种基于基波分析法和蜣螂优化(DBO)算法的CLLLC变换器参数设计和寻优策略。通过FHA推导出变换器参数的设计边界,并将其作为设计约束条件;根据变换器的转换效率与硬件参数间的关系,建立变换器工作效率函数;利用DBO算法在设计约束范围内,对目标函数进行寻优,获得最佳效率点的硬件参数。试验结果表明:采用所提出方案设计制作的样机效率可达97%,进一步证明了该方案的可行性。 展开更多
关键词 基波分析法 蜣螂优化算法 双向谐振变换器 参数优化
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移相加占空比控制的三端口DC-DC变换器回流功率优化
8
作者 康家玉 王佳晨 +2 位作者 王业 于淼 肖永超 《可再生能源》 北大核心 2025年第3期353-360,共8页
传统移相控制策略在串联谐振型三端口变换器(Series-Resonant Three-Port-Converter, SR-TPC)端口电压不匹配时,存在回流功率较大、软开关范围小的问题。文章提出了一种基于移相加占空比(PWM)控制策略下的回流功率优化方法。利用基波分... 传统移相控制策略在串联谐振型三端口变换器(Series-Resonant Three-Port-Converter, SR-TPC)端口电压不匹配时,存在回流功率较大、软开关范围小的问题。文章提出了一种基于移相加占空比(PWM)控制策略下的回流功率优化方法。利用基波分析法和相量法给出SR-TPC的复功率模型,在保证传输一定有功功率的前提下,通过对SR-TPC回流功率模型的分析,给出变换器在回流功率为零时的最优控制策略,并求解出最优控制变量,进一步分析在优化控制策略下达到软开关的条件,对比其他两种控制方式下的软开关范围。Matlab/Simulink仿真结果表明,在端口电压不匹配的条件下,SR-TPC在优化控制策略下的回流功率小、软开关范围宽、效率高。 展开更多
关键词 三端口变换器 移相加占空比控制 回流功率 基波分析法
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一种基于磁集成的零输入电流纹波可扩展高增益DC-DC变换器
9
作者 林国庆 曾威 张俊源 《太阳能学报》 北大核心 2025年第1期601-608,共8页
为减小传统DC-DC变换器中存在输入电流纹波大、开关管电压应力高和电压增益低等问题,提出一种基于磁集成的零输入电流纹波可扩展高增益DC-DC变换器。该变换器将磁集成技术与耦合电感纹波抑制技术结合,仅采用一个磁芯元件,既可消除输入... 为减小传统DC-DC变换器中存在输入电流纹波大、开关管电压应力高和电压增益低等问题,提出一种基于磁集成的零输入电流纹波可扩展高增益DC-DC变换器。该变换器将磁集成技术与耦合电感纹波抑制技术结合,仅采用一个磁芯元件,既可消除输入电流纹波,又可获得高电压增益,并可形成一系列扩展单元,进一步提升电压增益,减小开关器件的电压应力。详细分析变换器的工作原理、稳态性能、增益扩展、磁集成原理和零输入电流纹波特性。为验证所提变换器相关理论的可行性,搭建一台140 W、24 V/400 V的实验样机,实验结果基本与理论分析一致。 展开更多
关键词 DC-DC变换器 增益调节 光伏发电 零纹波 磁集成 扩展单元
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面向双频DC-DC变换器的EIE型磁集成电感器设计
10
作者 高圣伟 金从众 +1 位作者 于冠恒 王玺然 《天津工业大学学报》 北大核心 2025年第1期75-82,90,共9页
为提高双频DC-DC变换器的功率密度,提出一种将独立的高低频电感集成在一个EIE型磁芯上的磁集成电感器设计方案,通过建立集成磁件的电路-磁路等效模型,设计了双频DC-DC变换器的EIE型磁集成电感器的结构,建立了集成电感的等效模型,对磁集... 为提高双频DC-DC变换器的功率密度,提出一种将独立的高低频电感集成在一个EIE型磁芯上的磁集成电感器设计方案,通过建立集成磁件的电路-磁路等效模型,设计了双频DC-DC变换器的EIE型磁集成电感器的结构,建立了集成电感的等效模型,对磁集成双频DC-DC变换器进行了仿真分析,并通过实验平台验证了新型磁件的运行效果。结果表明:新型磁件设计合理,可以在系统中稳定运行,通过测量得到集成磁元件的体积和质量分别为原来的27.6%和23.3%,使得双频变换器系统的功率密度得到了提升。 展开更多
关键词 EIE型集成电感器 磁集成技术 双频DC-DC变换器 磁路等效模型
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跟-构网变换器并网系统的同步视角交互稳定机理分析
11
作者 宗皓翔 张琛 +2 位作者 鲍颜红 吴峰 蔡旭 《上海交通大学学报》 北大核心 2025年第2期151-164,共14页
针对跟网型与构网型并网变换器系统的小扰动同步失稳问题,提出一种兼顾机理分析直观性和多机判稳准确性的同步视角频域建模与分析方法.建立考虑跟网型、构网型变换器和传输网络的节点导纳矩阵,基于频域模态法评估系统的失稳特性,在振荡... 针对跟网型与构网型并网变换器系统的小扰动同步失稳问题,提出一种兼顾机理分析直观性和多机判稳准确性的同步视角频域建模与分析方法.建立考虑跟网型、构网型变换器和传输网络的节点导纳矩阵,基于频域模态法评估系统的失稳特性,在振荡源处划分同步前向和反馈通路,形成计及各变换器和传输网络动态的同步视角稳定分析模型.最后,基于典型两机异构系统验证所提方法的正确性,解决由反馈通路聚合引起的判稳失效问题,直观揭示跟网、构网异构同步动态的交互失稳机理和多参数影响. 展开更多
关键词 同步稳定 并网变换器 跟网型控制 构网型控制 频域模态法
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双级矩阵变换器Delta-Sigma变频调制策略
12
作者 周湛清 谢琦坤 耿强 《天津工业大学学报》 北大核心 2025年第1期69-74,共6页
针对定开关频率调制下输出侧含有高频谐波边带的问题,提出了双级矩阵变换器变频调制策略,以提升双级矩阵变换器的电磁兼容性能以及运行性能。将Delta-Sigma矢量调制技术应用于双级矩阵变换器的逆变级中,基于仿真与实验结果分析了该调制... 针对定开关频率调制下输出侧含有高频谐波边带的问题,提出了双级矩阵变换器变频调制策略,以提升双级矩阵变换器的电磁兼容性能以及运行性能。将Delta-Sigma矢量调制技术应用于双级矩阵变换器的逆变级中,基于仿真与实验结果分析了该调制策略下的双级矩阵变换器运行性能。仿真与实验结果表明:本文所提调制策略有效实现了双级矩阵变换器输出电流的频谱整形,不再含有高频谐波尖峰,有效降低了输出侧相电流高频谐波边带的幅值;本文调制策略下双级矩阵变换器输出相电流THD最高为4.26%,最低为1.62%,相较于空间矢量调制策略输出相电流THD平均降低了0.256%,这表明本文策略具有良好的运行性能;动态实验结果表明该策略具有良好的动态特性。 展开更多
关键词 双级矩阵变换器 Delta-Sigma调制 变频调制 频谱整形 运行性能
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一种次级侧控制软开关15W反激变换器设计
13
作者 陈瑾怡 王俊峰 王凯 《微电子学与计算机》 2025年第2期103-111,共9页
传统的反激变换器多采用初级侧控制方法,即通过光电耦合器传递反馈信号的方法,由于光电耦合器的电流传输比与温度以及使用时间成负相关,导致电路可靠性下降,环路增益变差;近年来提出的原边反馈控制方法,即通过引入辅助绕组反馈输出电压... 传统的反激变换器多采用初级侧控制方法,即通过光电耦合器传递反馈信号的方法,由于光电耦合器的电流传输比与温度以及使用时间成负相关,导致电路可靠性下降,环路增益变差;近年来提出的原边反馈控制方法,即通过引入辅助绕组反馈输出电压,这种采样方式的误差较大,而且控制方法更为复杂。因此本文提出了次级侧控制策略,输出电压反馈误差信号可以直接接入脉宽控制电路,避免引入光电耦合器与辅助绕组,减小变换器面积与成本。针对较高工作频率下硬开关方式产生的开关损耗呈指数增长,以及电磁噪声更加严重的问题,本文采用一种软开关方法,通过对次级侧整流开关管注入软开关的驱动窄脉冲信号,实现初级侧功率开关管的零电压开通。综上,本文提出一种次级控制软开关反激变换器的设计方案,设计出一款典型输入28 V,输出5 V/15 W的原理样机,通过对样机的测试验证,得出本文提出的控制方法,能够在全电压范围内和全负载范围内实现零电压开通,使反激变换器在满载状态下效率达到90.8%,相较于传统控制方法效率提升了5%~6%。 展开更多
关键词 反激变换器 次级控制 软开关 同步整流
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双向CLLC谐振变换器开关管开路故障特性分析
14
作者 刘洋 赵鲁 +3 位作者 马呈瑶 殷振环 马驰 董侃 《太阳能学报》 北大核心 2025年第1期531-539,共9页
为研究双向CLLC谐振变换器发生开关管开路故障特性,首先介绍双向谐振变换器CLLC的拓扑与基本原理,分析开关管开路故障后暂态特性6种模态及稳态特性4种故障模式的特点,并利用模态分析法进行建模。在此基础上对CLLC变换器故障后的电压增... 为研究双向CLLC谐振变换器发生开关管开路故障特性,首先介绍双向谐振变换器CLLC的拓扑与基本原理,分析开关管开路故障后暂态特性6种模态及稳态特性4种故障模式的特点,并利用模态分析法进行建模。在此基础上对CLLC变换器故障后的电压增益、谐振电流应力与谐振电容电压应力进行研究,并与DBSRC变换器发生开关管开路故障时的故障特性进行对比分析。最后,通过仿真与实验验证了故障特性分析的准确性。 展开更多
关键词 双向CLLC谐振变换器 开关管开路故障 谐振电流应力 谐振电容电压应力
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一种新型高频隔离LCL型谐振双变压器AC/DC变换器
15
作者 周圣植 龚勇镇 +1 位作者 汤家华 曾倩瑜 《太阳能》 2025年第2期105-114,共10页
为提高可再生能源发电系统的并网性能,提出了1种新型的高频隔离LCL型谐振双变压器AC/DC变换器结构,并对其进行了详细分析。这种改进结构通过减少元器件数量,实现了更高的功率因数和传输效率。该拓扑结构将原边的双谐振槽结构移至副边进... 为提高可再生能源发电系统的并网性能,提出了1种新型的高频隔离LCL型谐振双变压器AC/DC变换器结构,并对其进行了详细分析。这种改进结构通过减少元器件数量,实现了更高的功率因数和传输效率。该拓扑结构将原边的双谐振槽结构移至副边进行整合,并通过移相控制输出功率,因此,该变换器可以采用一种简单且稳定的方式进行控制,实现全范围软开关操作。并基于稳态分析,提出了一套全新的参数设计方案,进行了样机实验。实验结果证明了所提出的变换器改进的可行性、高效性和实用性。 展开更多
关键词 AC/DC变换器 LCL谐振变换器 双变压器 功率矫正技术 软开关技术
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基于准比例谐振控制的模块化多电平矩阵变换器环流抑制策略
16
作者 姜亚峰 李仪博 +3 位作者 吴秋伟 刘沈全 吴小丹 周前 《上海交通大学学报》 北大核心 2025年第2期242-251,I0005,I0006,共12页
模块化多电平矩阵变换器(M~3C)是分频输电系统中的核心装置.由于缺乏直流环节,所以不同频率的电气量在M~3C内部直接耦合,导致M~3C内部出现非常复杂的谐波,造成子模块均压困难,影响M~3C的稳定运行.提出一种基于准比例谐振(PR)控制器的闭... 模块化多电平矩阵变换器(M~3C)是分频输电系统中的核心装置.由于缺乏直流环节,所以不同频率的电气量在M~3C内部直接耦合,导致M~3C内部出现非常复杂的谐波,造成子模块均压困难,影响M~3C的稳定运行.提出一种基于准比例谐振(PR)控制器的闭环控制策略,实现对M~3C内部环流的抑制.首先,研究稳态时子模块电容纹波电压,详细分析子模块纹波电压与开关函数耦合产生谐波电流的机理,推导谐波环流的解析式,指出抑制环流的必要性.然后,针对4种频率成分的谐波环流设计并联的准PR环流抑制器,在抑制环流的同时减少桥臂电流的畸变,保障桥臂间电容电压均衡并且具备良好的动态性能.最后,在MATLAB/Simulink中搭建仿真模型,通过仿真验证控制策略的有效性. 展开更多
关键词 模块化多电平矩阵变换器 分频输电系统 电容纹波电压 准比例谐振控制 环流抑制
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基于模型补偿自抗扰控制DC-DC变换器的设计
17
作者 杨亚 徐杰 《沈阳工程学院学报(自然科学版)》 2025年第1期29-34,共6页
针对直流到直流(direct-current to direct-current,DC-DC)变换器在负载切换时,传统的控制策略无法取得良好的动态性能问题,提出一种模型补偿自抗扰控制方法,将其应用于DC-DC变换器系统。通过建立BUCK型DC-DC变换器控制系统模型,提出电... 针对直流到直流(direct-current to direct-current,DC-DC)变换器在负载切换时,传统的控制策略无法取得良好的动态性能问题,提出一种模型补偿自抗扰控制方法,将其应用于DC-DC变换器系统。通过建立BUCK型DC-DC变换器控制系统模型,提出电压外环及电流内环线性自抗扰,并在此基础上对电压外环设计基于扰动补偿的模型自抗扰控制策略。对DC-DC变换器模型自抗扰控制系统进行模拟仿真,仿真结果表明:所提出的数学模型补偿自抗扰方式在电压追踪性能和鲁棒性方面更具优势。 展开更多
关键词 DC-DC变换器 自抗扰 模型补偿
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一种适应于直流微电网的全桥LLC变换器
18
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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一种动态导通时间控制的单电感三输出DC-DC变换器
19
作者 董伟华 卜刚 《舰船电子工程》 2025年第2期202-208,共7页
论文基于buck-boost拓扑设计了一种单电感三输出DC-DC变换器。该变换器采用续流电感电流控制电感充电的占空比,比较器控制各个输出端的占空比。论文提出的动态导通时间控制方法能够在负载变化时抑制输出端占空比的突变,从而减小输出端... 论文基于buck-boost拓扑设计了一种单电感三输出DC-DC变换器。该变换器采用续流电感电流控制电感充电的占空比,比较器控制各个输出端的占空比。论文提出的动态导通时间控制方法能够在负载变化时抑制输出端占空比的突变,从而减小输出端的交调。此外论文提出了一种驱动电路,能在大范围的输出电压保持高效率。使用SMIC 0.18μm BCD工艺实现电路,仿真结果显示该变换器有较好的抑制交调效果。 展开更多
关键词 单电感多输出 DC-DC变换器 纹波控制 驱动电路
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基于8电平Ladder开关电容结构的双电感混合变换器设计
20
作者 段孟齐 郭卓奇 +5 位作者 吕德轩 薛仲明 熊宇豪 刘熙浩 曹文兴 耿莉 《微电子学与计算机》 2025年第3期84-91,共8页
随着数据中心和电动汽车的快速发展,市场对于48 V-1 V单级变换器的需求显著增长。针对48 V-1 V电压变换的单级实现,提出了一种将Ladder开关电容结构与双电感结合的混合变换器,将48 V-1 V变换等效降低为12 V-1 V变换,同时分析总结了开关... 随着数据中心和电动汽车的快速发展,市场对于48 V-1 V单级变换器的需求显著增长。针对48 V-1 V电压变换的单级实现,提出了一种将Ladder开关电容结构与双电感结合的混合变换器,将48 V-1 V变换等效降低为12 V-1 V变换,同时分析总结了开关电容双电感混合变换器的工作原理并完成定量的功耗分析。为了提高系统的效率和功率密度,提出了一种将8电平Ladder开关电容结构与两相电感相结合的混合变换器结构,将48 V-1 V变换进一步等效为6 V-1 V变换,高侧开关管的导通时间延长为Buck变换器的8倍,低侧开关管的承受电压仅为6 V,同时实现了稳态下飞电容电压的自动平衡和两路电感电流的相等。在控制电路中加入了占空比限制电路,解决了变换器在启动过程中的锁死问题。基于180 nm BCD工艺完成了48 V-1 V单级变换器的设计和仿真,芯片的版图面积为2.3 mm×1.7 mm。在1.67 MHz的开关频率下,变换器实现了5 A的最大负载电流,功率密度达到了1.28 W/mm^(2),变换器的峰值效率为88.5%,输出电压纹波为4 mV。 展开更多
关键词 48 V-1 V单级变换 开关电容 两相电感 混合变换器
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