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基于描述函数法的分数阶Cuk变换器稳定性分析
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作者 陈艳峰 汪鑫 +1 位作者 张波 陈生 《电源学报》 北大核心 2025年第4期120-136,共17页
提出了分数阶Cuk变换器闭环系统的建模与稳定性分析方法。首先分析了PWM控制的分数阶Cuk变换器闭环系统的传递函数;然后对其控制系统的非线性环节进行建模,从而获得分数阶Cuk变换器闭环系统的描述函数模型;进而利用改进的Nyquist稳定判... 提出了分数阶Cuk变换器闭环系统的建模与稳定性分析方法。首先分析了PWM控制的分数阶Cuk变换器闭环系统的传递函数;然后对其控制系统的非线性环节进行建模,从而获得分数阶Cuk变换器闭环系统的描述函数模型;进而利用改进的Nyquist稳定判据,分析了分数阶元件阶次对变换器闭环系统稳定性的影响;最后通过仿真与RT Box平台验证了分数阶变换器闭环系统建模及稳定性分析方法的准确性。 展开更多
关键词 分数阶cuk变换器 描述函数法 改进Nyquist稳定判据
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磁集成串联电容Buck-Cuk高降压DC-DC本质安全型变换器
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作者 李洪珠 李文瑞 李雯婧 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第4期147-157,170,共12页
针对传统本安变换器降压比不足的问题,将Buck与非反向Cuk变换器组合,得到了交错并联型Buck-Cuk变换器。该变换器通过引入串联电容减小开关管上的电压应力。为减小变换器的体积与重量将两个输出电感进行耦合集成,得到了磁集成串联电容Buc... 针对传统本安变换器降压比不足的问题,将Buck与非反向Cuk变换器组合,得到了交错并联型Buck-Cuk变换器。该变换器通过引入串联电容减小开关管上的电压应力。为减小变换器的体积与重量将两个输出电感进行耦合集成,得到了磁集成串联电容Buck-Cuk高降压DC-DC本质安全型变换器。分析了在不同工作模式下耦合电感的等效电感值,并推导出耦合前后对于相电流纹波的影响,获得了不同占空比的情况下耦合度对于电流纹波抑制的约束关系,验证了耦合集成能提升变换器的本质安全性能。此外,分析所提变换器中电源和不同器件对短路时放电火花所提供的能量,证明了所提变换器的本质安全特性较传统变换器有较大的提升。最后,通过搭建一台实验样机,验证理论分析的正确性。 展开更多
关键词 Buck-cuk变换器 高降压比 交错并联 耦合系数 电流纹波 本质安全
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一种新型单级非隔离双Cuk逆变器 被引量:21
3
作者 王立乔 王欣 仇雷 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第6期846-854,共9页
为适应可再生能源发电系统宽范围变化的直流电压,提出一种新型单级非隔离双Cuk逆变器。该逆变器是将两个改进的Cuk直流变换器通过输入串联、输出并联的组合而成的。借助于Cuk直流变换器的升降压能力,使得该逆变器可以适应于宽范围变化... 为适应可再生能源发电系统宽范围变化的直流电压,提出一种新型单级非隔离双Cuk逆变器。该逆变器是将两个改进的Cuk直流变换器通过输入串联、输出并联的组合而成的。借助于Cuk直流变换器的升降压能力,使得该逆变器可以适应于宽范围变化的输入直流电压。介绍该逆变器的工作原理和参数设计方法,推导其数学模型并设计闭环调节器。在理论分析的基础上,进行仿真和试验验证。仿真和试验结果表明,该逆变器具有升降压能力,适用于输入电压宽范围波动的应用场合;通过设置适当的调节器,该逆变器可以获得良好的动、静态性能。 展开更多
关键词 单级非隔离双cuk逆变器 宽范围变化直流电压 可再生能源发电系统 闭环调节器 升降压能力
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一种新型高增益Cuk变换器研究 被引量:15
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作者 胡经纬 王久和 唐骐 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第S1期337-344,共8页
针对传统升压变换器升压能力不足的问题,基于Cuk变换器输入输出电流连续的优点,提出了一种新型高增益Cuk变换器。分析了新型高增益Cuk变换器的工作原理、工作模态,建立了新型高增益Cuk变换器的EL(euler-lagrange)模型。基于无源控制理论... 针对传统升压变换器升压能力不足的问题,基于Cuk变换器输入输出电流连续的优点,提出了一种新型高增益Cuk变换器。分析了新型高增益Cuk变换器的工作原理、工作模态,建立了新型高增益Cuk变换器的EL(euler-lagrange)模型。基于无源控制理论,采用阻尼注入方法设计了新型高增益Cuk变换器的无源控制器。无源控制器可使新型Cuk变换器具有良好的动、静态性能和对负载变化的鲁棒性。仿真及实验结果表明该变换器及其无源控制器是可行的。 展开更多
关键词 cuk变换器 高增益 无源控制 阻尼注入
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一种基于CUK变换器的通用型固体激光电源 被引量:5
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作者 马新敏 陈潇 +2 位作者 王振 郭泽俊 汪鹏 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2006年第2期116-118,共3页
介绍了一种性能优异的新型固体激光电源。采用新型的变换器结构,使电源具有较强的通用性。给出了原理电路模型,分析了工作原理。实验证明,该电源结构简单、适应范围广、成本较为低廉、工作可靠。
关键词 激光技术 cuk变换器 升降压 PWM控制 恒流特性 恒压限流特性
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用D-d方法分析单周控制CUK电路的动态特性 被引量:9
6
作者 李崇坚 韦立祥 +2 位作者 寿晓强 刘丛伟 李发海 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 1999年第2期32-36,共5页
单周控制方法是近年来提出的一种新型的非线性控制方法。该方法具有快速的动态跟踪能力、良好的鲁棒性和高质量的输出波形等优点。文章提出了基于平均状态空间方法的D-d法,对单周控制CUK电路的动态稳定性进行了较为详细的分析。... 单周控制方法是近年来提出的一种新型的非线性控制方法。该方法具有快速的动态跟踪能力、良好的鲁棒性和高质量的输出波形等优点。文章提出了基于平均状态空间方法的D-d法,对单周控制CUK电路的动态稳定性进行了较为详细的分析。实验和仿真结果表明:这种方法算法简单、物理概念清晰,还可获得该电路较为精确的动态稳定区域。 展开更多
关键词 单周控制 D-d法 cuk电路 变换器
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三相单开关零电流Cuk型功率因数校正器的研究 被引量:9
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作者 邓超平 刘晓东 +2 位作者 凌志斌 郑益慧 叶芃生 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第4期74-79,共6页
提出了一种新颖的三相 Cuk 型高功率因数校正电路。在电路拓扑中采用三相全桥整流桥和单管功率开关实现高功率因数和低谐波电流输入;同时在中间储能电容(过渡电容)上串联一电感以及在续流二极管上并联一小电容,使得电路工作在复合谐振状... 提出了一种新颖的三相 Cuk 型高功率因数校正电路。在电路拓扑中采用三相全桥整流桥和单管功率开关实现高功率因数和低谐波电流输入;同时在中间储能电容(过渡电容)上串联一电感以及在续流二极管上并联一小电容,使得电路工作在复合谐振状态,从而获得零电流开关。文章分析了电路的工作原理,仿真验证了理论分析结果,同时一个 2kW 的试验电路验证了结论的正确性。该电路具有输出电压调节范围宽、功率因数和效率高等特点,具有很好的实用化前景。 展开更多
关键词 cuk型功率因数校正器 三相单开关 零电流 电路拓扑 电力系统 电网
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一种基于Cuk斩波电路的双向双层桥臂的蓄电池组均衡器的研究 被引量:11
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作者 刘红锐 杜春峰 +2 位作者 陈仕龙 李园专 夏超英 《电源学报》 CSCD 2017年第2期142-147,共6页
为了快速有效地实现串联锂离子单体电池间的能量均衡,提出了一种基于Cuk斩波电路的双向双层桥臂的蓄电池组均衡器。此均衡器根据电池组的充放电状态采取两种不同的均衡策略:当电池组处于充电状态时,电池组中具有最高荷电状态的单体电池... 为了快速有效地实现串联锂离子单体电池间的能量均衡,提出了一种基于Cuk斩波电路的双向双层桥臂的蓄电池组均衡器。此均衡器根据电池组的充放电状态采取两种不同的均衡策略:当电池组处于充电状态时,电池组中具有最高荷电状态的单体电池通过Cuk斩波电路被快速均衡放电;当电池组处于放电或静置状态时,电池组中具有最低荷电状态的单体电池通过Cuk斩波电路被快速均衡充电。均衡器拓扑电路原理简单、均衡电流连续、均衡电流可控性强、均衡效率高。最后对此均衡器进行了仿真实验,证明了此方案的可行性。 展开更多
关键词 锂离子电池 cuk斩波电路 均衡器 仿真均衡实验
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带零电压转换软开关的新型单相单级隔离式Cuk开关电源 被引量:8
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作者 苏小丽 佃松宜 郑万里 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第22期66-72,共7页
针对Cuk变换器在硬开关工作模式下开关损耗大、传输效率低、di/dt和du/dt较大以及电磁干扰严重等不足,研究了一种基于零电压转换(ZVT)软开关技术的隔离式Cuk变换器系统。详细分析了隔离式Cuk变换器的软开关工作过程,计算了变换器和ZVT... 针对Cuk变换器在硬开关工作模式下开关损耗大、传输效率低、di/dt和du/dt较大以及电磁干扰严重等不足,研究了一种基于零电压转换(ZVT)软开关技术的隔离式Cuk变换器系统。详细分析了隔离式Cuk变换器的软开关工作过程,计算了变换器和ZVT软开关电路的参数,研制了一台额定输出功率为500W的带ZVT软开关的新型单相单级隔离式Cuk高频开关电源样机。实验结果表明:变换器中的开关管均工作于软开关模式,与硬开关工作模式相比,有效减少了开关损耗,减小了di/dt和du/dt,降低了电磁干扰,提高了开关变换器的效率,从而验证了本文提出的方法和参数设计的合理性。 展开更多
关键词 开关电源 隔离式cuk变换器 零电压转换软开关 单级变换器
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一种可扩展单元的高增益升压Cuk电路 被引量:17
10
作者 陈红星 林维明 曾涛 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第23期7013-7022,共10页
高增益升压DC-DC变换器越来越广泛地应用于新能源发电、电动汽车、UPS和智能电网等新型应用领域,而高效、低纹波、低应力、低EMI是该类变换器的发展趋势。文中提出一种可扩展单元的高增益升压Cuk变换电路。该电路不仅继承了经典Cuk电路... 高增益升压DC-DC变换器越来越广泛地应用于新能源发电、电动汽车、UPS和智能电网等新型应用领域,而高效、低纹波、低应力、低EMI是该类变换器的发展趋势。文中提出一种可扩展单元的高增益升压Cuk变换电路。该电路不仅继承了经典Cuk电路输入输出电流连续、低纹波及较小的传导EMI等优点,而且能够在避免极限占空比的情况下实现大电压变比。所提出电路是结合二极管电容网络结构和改进升压型Cuk电路,构成一个新型高增益升压Cuk电路。论文对所提出电路的工作原理和工作过程进行详细的理论分析,开展电压变比关系、关键参数设计和半导体功率器件电压电流应力特性分析。在此基础上,论文进一步分析拓展二极管电容网络单元,从而提高了变换器的电压增益,减小了开关管电压应力等电路特性。通过分析,可扩展单元的高增益升压Cuk变换电路因具有较低电压应力而能够使用导通电阻小的开关管,从而减小导通损耗,提高变换器的效率。最后,对所提出电路进行计算机仿真,并设计4台功率100W、输入输出电压为60V/400V的原理性实验样机,与其他典型高增益升压变换器进行对比实验,验证提出电路相关理论分析的有效性。 展开更多
关键词 高增益DC-DC变换器 升压型cuk电路 二极管电容增益网络 可扩展单元 电压电流应力特性分析 效率
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一种高增益双向Cuk电路及其模糊控制 被引量:12
11
作者 陈红星 林维明 曾涛 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第17期6025-6038,共14页
双向DC-DC变换器是储能系统必不可少的组成部分,并且广泛的应用于不间断电源、电动汽车以及航空航天电源等领域,而高效、高电压增益是该类变换器的发展趋势。该文提出一种电容抽头式反向耦合电感高增益双向改进Cuk电路。所提出电路具有... 双向DC-DC变换器是储能系统必不可少的组成部分,并且广泛的应用于不间断电源、电动汽车以及航空航天电源等领域,而高效、高电压增益是该类变换器的发展趋势。该文提出一种电容抽头式反向耦合电感高增益双向改进Cuk电路。所提出电路具有结构简单和输入输出低纹波特性,在升压和降压变换方向下均具有高电压增益。此外,为了提高所提出变换器的动态性能与抗干扰能力,基于TSK(Takagi-Sugeno-Kang)模糊控制技术,该文提出一种动态改变输出比例因子的改进模糊控制策略。所提出控制方法具有鲁棒性强、模糊规则数少、计算量少、控制简便等特点。该文对所提出的电路进行具体分析,并详细分析电路电压增益关系和半导体器件电压电流应力特性。同时,对所提出的控制策略进行详细分析。最后,对提出电路和控制策略进行计算机仿真,并设计一台低压侧额定电压为48V、高压侧额定电压为400V、额定功率为400W的实验样机。计算机仿真和实验结果表明电路获得了较高电压增益,验证所提出电路的有效性。与传统PI控制相比,提出的改进模糊控制方法能更有效抑制扰动,提高了变换器的动态性能,实现了鲁棒控制。 展开更多
关键词 双向DC-DC电路 高电压增益 改进cuk电路 电容抽头式反向耦合电感 改进TSK模糊控制
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基于Cuk电路的多交错对称式均衡方案 被引量:3
12
作者 李斌 许磊 +2 位作者 郑征 胡丹丹 张国澎 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期1400-1406,共7页
均衡控制作为解决电动汽车电池组不一致性问题的有效方式,已发展成为汽车动力电池的关键技术之一。针对目前电感式拓扑均衡时间长、均衡速度慢的问题,本文提出了一种基于Cuk电路的多交错对称式均衡方案。以单体电池作为研究对象,引入中... 均衡控制作为解决电动汽车电池组不一致性问题的有效方式,已发展成为汽车动力电池的关键技术之一。针对目前电感式拓扑均衡时间长、均衡速度慢的问题,本文提出了一种基于Cuk电路的多交错对称式均衡方案。以单体电池作为研究对象,引入中止参数,完成均衡策略的设计与优化,最终实现均衡控制。该均衡方案拓扑结构简单、均衡速度快,克服了传统电感式均衡能量转移路径长的缺点,并且实现了自适应调节均衡模块的控制信号占空比。最后搭建10节电池的均衡仿真模型进行验证,仿真结果表明了该均衡方案明显提高了均衡速度,改善了电池组的不一致性。 展开更多
关键词 串联电池组 cuk电路 主动均衡 荷电状态
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新型磁集成组合式CUK变换器 被引量:7
13
作者 李洪珠 刘艳 +2 位作者 李洪璠 张馨瑜 张理 《电源学报》 CSCD 北大核心 2021年第6期121-128,共8页
提出了一种磁集成组合式CUK变换器。该组合变换器由2个基本CUK变换器组合而成,同时将变换器中3个电感进行磁集成。通过对组合变换器进行模态及工作性能分析,组合变换器的电压增益是基本CUK变换器的2倍,电感磁集成后电感电流纹波显著降... 提出了一种磁集成组合式CUK变换器。该组合变换器由2个基本CUK变换器组合而成,同时将变换器中3个电感进行磁集成。通过对组合变换器进行模态及工作性能分析,组合变换器的电压增益是基本CUK变换器的2倍,电感磁集成后电感电流纹波显著降低。分析给出了减小电流纹波磁集成电感耦合度设计准则。仿真和实验验证了理论分析的正确性。磁集成组合式CUK变换器可以应用于光伏、燃料电池等发电系统。 展开更多
关键词 cuk变换器 组合式变换器 磁集成 低电流纹波 高电压增益
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直流降压型Cuk开关变换器的设计分析 被引量:10
14
作者 吴智星 徐玉珍 林维明 《电源学报》 2012年第4期63-67,71,共6页
传统降压Buck电路由于输入电流不连续存在纹波大、效率低等问题。新型降压Cuk电路则可以很好地改善这些问题。先对降压型Cuk电路的工作原理进行了详细的分析和公式的推导,且给出了电感和电容的设计;然后应用PSPICE软件仿真对比了降压Cu... 传统降压Buck电路由于输入电流不连续存在纹波大、效率低等问题。新型降压Cuk电路则可以很好地改善这些问题。先对降压型Cuk电路的工作原理进行了详细的分析和公式的推导,且给出了电感和电容的设计;然后应用PSPICE软件仿真对比了降压Cuk电路和Buck电路;最后通过实验验证了该电路降压变换的优良电气性能。 展开更多
关键词 降压变换器 BUCK 降压型cuk 效率 纹波
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基于隔离式Cuk电路的黄金分割法MPPT 被引量:5
15
作者 张矛盾 张淼 +1 位作者 王锋 陈东升 《陕西电力》 2009年第9期1-5,共5页
基于隔离式Cuk电路对光伏电池进行DC/DC变换,着重阐述了用黄金分割变步长算法实现最大功率点跟踪(MPPT)的基本原理,并在Matlab/Simulink环境下建立其光伏电池动态仿真模型,仿真结果验证了该系统具有加快跟踪速度,提高跟踪灵敏度和准确度... 基于隔离式Cuk电路对光伏电池进行DC/DC变换,着重阐述了用黄金分割变步长算法实现最大功率点跟踪(MPPT)的基本原理,并在Matlab/Simulink环境下建立其光伏电池动态仿真模型,仿真结果验证了该系统具有加快跟踪速度,提高跟踪灵敏度和准确度,提高效率的优点。最后,构建了带RCD吸收电路的隔离式Cuk电路的硬件电路,实验结果证明了该系统的可行性和可靠性。 展开更多
关键词 隔离式cuk电路 黄金分割法 最大功率点跟踪(MPPT) DSP微控制器
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用CUK电路实现功率因数校正的研究 被引量:2
16
作者 赵志伟 《南京气象学院学报》 CSCD 2000年第2期256-261,共6页
主要研究了在不连续电容电压 ( DCVM)条件下 ,CUK电路的工作原理及特点。理论分析得出了 CUK电路具有固有的功率因数校正和软关断开关特性。
关键词 cuk变换器 功率因数 电压应力 cuk电路
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基于Cuk斩波电路的电池组均衡方法 被引量:29
17
作者 刘征宇 武银行 +1 位作者 李鹏飞 黎盼春 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期233-241,共9页
电池均衡技术可有效减小锂电池组串联使用过程中的不一致性。基于此提出了一种使用Cuk斩波电路作为均衡器的新型均衡拓扑,该均衡拓扑使用双层开关选择均衡单体电池连接到Cuk均衡器,同时该均衡器采用零电压导通技术。均衡方案使用单层均... 电池均衡技术可有效减小锂电池组串联使用过程中的不一致性。基于此提出了一种使用Cuk斩波电路作为均衡器的新型均衡拓扑,该均衡拓扑使用双层开关选择均衡单体电池连接到Cuk均衡器,同时该均衡器采用零电压导通技术。均衡方案使用单层均衡器实现模组内部单体之间以及不同模组的单体之间均衡能量的同时转移。该均衡方案具有均衡电流连续且波动较小、均衡能量转移效率高等优点。对12节串联的锂电池组进行了充放电均衡实验以及静置均衡对比试验,实验结果表明,该方案可以有效减小单体电池间的不一致性,提升电池组的整体性能。 展开更多
关键词 电池均衡 cuk斩波电路 零电压导通 双层开关
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一种高增益升压Cuk变换器及其改进模糊控制 被引量:3
18
作者 林维明 曾涛 陈红星 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第8期76-86,共11页
通常,光伏发电等新能源发电领域需要将低压电能通过高电压增益DC-DC变换器升压与母线电压匹配。本文提出一种高增益升压Cuk变换器,通过结合耦合电感与二极管电容单元使变换器增益得到提升,采用附加二极管电容单元有效地抑制漏感引起的... 通常,光伏发电等新能源发电领域需要将低压电能通过高电压增益DC-DC变换器升压与母线电压匹配。本文提出一种高增益升压Cuk变换器,通过结合耦合电感与二极管电容单元使变换器增益得到提升,采用附加二极管电容单元有效地抑制漏感引起的开关管电压尖峰。为了提高所提出变换器的动态性能与抗扰能力,结合Takagi-Sugeno-Kang(TSK)模糊控制技术,提出了一种动态改变输出比例因子的改进模糊控制方法,该控制方法具有鲁棒性强、模糊规则数少、计算量少、控制简便等特点。论文对所提出变换器的工作原理、工作特性及其控制方法进行了详细理论分析,进行了计算机仿真验证并设计了一台输入36~70 V,输出400 V/400 W的实验样机。计算机仿真与实验结果表明,通过设计合适匝比可有效提高提出变换器的电压增益,在48 V输入下,样机最高效率可达96.4%;与传统PI控制相比,当输入电压在36 V与70 V之间阶跃变化以及负载在0.05 A与1 A之间阶跃变化时,提出的模糊控制方法能更有效抑制扰动,提高了变换器的动态性能。 展开更多
关键词 高增益 DC-DC变换器 升压cuk变换器 耦合电感 二极管电容单元 改进模糊控制
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新型无源无损软开关Cuk变换器的研制 被引量:2
19
作者 郑万里 佃松宜 邓翔 《电测与仪表》 北大核心 2015年第13期88-91,共4页
针对传统的无源有损(RLD/RCD)Cuk变换器开关损耗高、开关瞬间电流与电压尖峰大和系统转换效率低的不足,研究了一种新型的无源无损软开关Cuk变换器。分析了变换器的工作原理,详细阐述了各阶段工作模态,设计了电路的参数,并最终研制了一台... 针对传统的无源有损(RLD/RCD)Cuk变换器开关损耗高、开关瞬间电流与电压尖峰大和系统转换效率低的不足,研究了一种新型的无源无损软开关Cuk变换器。分析了变换器的工作原理,详细阐述了各阶段工作模态,设计了电路的参数,并最终研制了一台400W的实验样机。实验结果表明,该变换器实现了开关管的零电流开通和零电压关断,可有效降低开关损耗,减小开关瞬间电流与电压尖峰和提高系统转换效率。 展开更多
关键词 cuk变换器 无源无损 软开关
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一种高增益Cuk变换器 被引量:2
20
作者 李洪珠 张欣欣 +1 位作者 张理 李洪璠 《电源学报》 CSCD 北大核心 2020年第5期72-78,共7页
为了提高传统Cuk变换器的电压增益和减小输入电感电流纹波,提出一种适用于光伏发电系统的高增益Cuk变换器。利用带有自举电容的开关电感单元替代传统Cuk变换器中的输入电感,并对开关电感单元与输出电感进行了磁集成。分析了变换器的工... 为了提高传统Cuk变换器的电压增益和减小输入电感电流纹波,提出一种适用于光伏发电系统的高增益Cuk变换器。利用带有自举电容的开关电感单元替代传统Cuk变换器中的输入电感,并对开关电感单元与输出电感进行了磁集成。分析了变换器的工作模态,推导得到了变换器电压增益表达式;分析了二极管与开关管电压应力的大小,给出了电感耦合度的设计准则。给出了高增益Cuk变换器集成磁件设计方案和设计方法。与传统Cuk变换器相比,高增益Cuk变换器的电压增益提高了2倍。仿真与样机实验结果验证了理论分析的正确性,表明提出的高增益Cuk变换器具有优良的综合性能。 展开更多
关键词 cuk变换器 开关电感 电压增益 磁集成
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