全桥DC-DC变换器中SiC器件损耗分析

目前以碳化硅(SiC)MOSFET为代表的第三代宽禁带半导体有着高工作频率、低开关损耗、耐热性高等优点,可以有效的降低DC/DC变换器的整体损耗,提升电能转换效率。在以金属氧化物半导体场效晶体管（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor, MOSFET）和绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor, IGBT)作为开关器件的全桥DC-DC变换器中,软开关技术的使用虽然会导致循环电流和较大的电流纹波,产生额外的损耗,但一般该损耗远低于开关损耗,可以有效降低变换器整体损耗。但对于SiC MOSFET全桥DC-DC变换器,碳化硅器件的开关损耗很低,可能会低于软开关技术的额外损耗,因此软开关技术在SiC MOSFET中的有效性面临挑战。本文采用英飞凌官方提供的型号为IMZA120R014M1H的SiC MOSFET的PLECS热仿真模型,对其在全桥DC-DC变换器中的软开关和硬开关损耗进行了全面的仿真实验和分析,以探究软开关技术在SiC MOSFET全桥DC-DC变换器中的有效性,同时提供一种变换器开关损耗和总体损耗研究的方法。实验结果表明,在100kHz的SiC MOSFET主流工作频率下,软开关开关损耗和总体损耗仍旧远低于硬开关,软开关技术在基于SiC器件的全桥DC-DC变换器中仍旧具有重要的作用和意义。     

无变压器双有源桥DC-DC变换器的研究

电子设备的终端电源一般工作在硬开关状态,且体积较大,变换器难以实现高效率、高功率密度工作状态.本文在传统的双有源桥变换器的基础上提出一种新型无变压器双有源桥（DAB）DC-DC变换器拓扑,以隔直电容替代变压器,并引入多相交错并联技术以减小电流脉动,使变换器工作在软开关状态下,可有效降低开关损耗.通过研制实验样机,验证了上述改进方案的可行性,有利于减小电源的体积与重量,并降低成本和提高其功率密度.     

一款双向DC-DC变换器的设计

以传统的同步整流BUCK电路为核心,利用同步BUCK电路与同步BOOST电路的对称性,采用STM32F334单片机对系统进行控制,设计了电流方向可以自动切换的双向DC-DC电源系统。包括主电路、辅助电源和测控电路三部分;通过对电压、电流等参数的PID闭环控制,实现了电池与直流电源之间的充放电,以及恒压恒流控制;并且有显示电流电压及充放电状态的功能;电能转换效率可达98.5%。     

基于SiC功率器件的大功率DC-DC变换器

以燃料电池、光伏电池等为代表的新能源在实际应用中需要大功率DC-DC变换器对其输出电压进行调节,同时对其输出功率进行控制.本文将高效SiC MOSFET应用于燃料电池汽车两相交错式Boost型DC-DC变换器中,基于计算、仿真和实验手段分析了应用SiC功率器件变换器的性能.研究结果表明:在大功率DC-DC变换器中,新型SiC功率器件的应用能够提高变换器功率密度、增强变换器可靠性,提升动力系统工作效率.该研究结果将为新型电力电子器件的应用以及新能源相关领域的研究提供参考.     

自适应控制DC-DC BUCK变换器中的混沌

从同步的角度研究了dc—dc buck开关功率变换器这种分段光滑系统中的混沌控制问题，采用自适应控制方法，使两个分别工作在混沌状态和周期状态的buck变换器达到同步，即将其从混沌区引导到稳定的周期区，达到抑制该类电路中的混沌的目的．数值模拟结果验证了该方法的正确性和有效性。     

555集成定时芯片在DC-DC变换器控制电路中的应用

本文介绍了555集成定时芯片在DC-DC变换中的应用,由DC-DC变换器工作原理要求来讨论555集成定时芯片在DC-DC变换控制中的功能实现,利用它的定时控制原理和其电压特点来实现DC-DC变换中的控制保护作用,成功的由理论推导、实验数据、具体应用图纸和整机在具体实践中的实验参数。     

新型零电流PWM全桥DC-DC变换器

为降低IGBT在关断过程中所产生的损耗,提高电源的开关频率.通过在变压器副边增加一个由谐振电感、谐振电容、辅助箝位二极管以及辅助开关管组成的辅助电路,在主开关管关断之前短暂开通辅助开关管,通过谐振电感和谐振电容之间的谐振使原边电流迅速复位,从而实现主电路开关管的零电流开关(ZCS).实验结果表明,此变换器可在全负载范围内实现所有开关管的ZCS和输出整流管的软换流,其辅助电路的谐振电感还具有帮助主电路实现主开关管软开通的功能.这种拓扑结构简洁,可以较好地实现软开关且不会增大整流二极管的电压应力,变换器的效率也达到了90%以上且有提升空间.     

双向全桥DC-DC变换器回流功率与软开关双重优化策略研究

在双向全桥DC-DC变换器中,回流功率与功率开关管软开关行为直接影响变换器的功率传输性能.以隔离型双向全桥DC-DC变换器为研究对象,分析变换器采用双重移相控制的工作原理,推导出回流功率和软开关行为特性与变换器移相角之间的关系.为了减小回流功率、实现软开关,在双重移相控制基础上,提出一种将系统传输功率分为两段,面向回流功率与开关管软开关的优化策略.在MATLAB/Simulink平台上搭建变换器模型,将分段优化策略与单移相控制对比仿真,结果表明:相比单移相控制,分段优化在第一段优化中将回流功率降到0,实现软开关;第二段优化将回流功率峰值降低约66％.     

大功率高效率无源谐振软开关Boost DC-DC变换器

提出了一种新型的无源谐振软开关Boost DC—DC变换器拓扑,并重点分析了该拓扑结构的7个工作模态和工作波形。通过在常规的Boost电路中增加少量L,C,D器件,使主功率开关管和功率二极管工作在谐振软开关状态,提高了效率和可靠性。用软件Pspice对该电路拓扑进行了仿真,并通过实验得到了基于该电路拓扑研制的90kW DC—DC变换器的主功率器件开关波形。该变换器已经成功地应用在中国第1辆燃料电池城市客车中,各项技术指标均满足使用要求。     

用于DC-DC变换器的非线性PID控制

由于经典PID控制对被控系统的参数摄动比较敏感,将非线性PID控制方法引入DC—DC变换器,可以使变换器具有很强的的鲁棒性、适应性和稳定性．以Buck—Boost变换器为例,给出了非线性PID控制的仿真模型,针对变换器输入电压波动、负载波动和内部参数摄动对输出电压的影响,分别作了仿真试验和分析．仿真结果表明,将非线性PID控制应用到Buck—Boost变换器中能够使得变换器对外部及其内部参数的摄动有良好适应性、此外,该控制还可以应用到其它类型的DC—DC变换器中。     

全桥DC-DC高频功率变换器技术概述

介绍了应用功率MOSFET和IGBT的全桥DC—DC高频变换器,对包括全桥DC—DCPWM变换器的控制策略、软开关技术等进行了概述。     

Buck DC-DC 效率分析

本文针对一款高功率的Buck DC-DC的效率进行分析,把总的损耗分为上管和下管的导通及开关损耗,通过仿真及测试,分析影响效率的主要因素,并比较仿真与测试的主要差别。分析结果表明：影响效率的最主要因素依然是上下管的导通电阻,以及所使用的功率管的模型需要修正。     

一种新型升压变换器的IC设计

针对便携式电子产品电源功耗过大而降低了电池寿命的问题,设计了一款高带载能力、高效率的电流脉宽调制模式的升压型DC-DC变换器控制芯片.通过采用可提高带载能力的分段线性斜波补偿技术,解决了传统开关DC-DC变换器在脉冲宽度调制(pules width modulation,PWM)信号占空比大于0.5时的斜波补偿导致芯片带载能力下降的缺陷;同时,芯片设计了新颖的峰值电流检测电路,有效减小了芯片面积,提高芯片的转换效率.     

采用变结构控制改善DC-DC变换器的性能

提出将串并电容组合结构开关电容网络与传统Ｃｕｋ ＤＣ－ＤＣ变换器相结合,并采用变结构控制方法,令串并电容组合结构的阶数随输入电压而变化,以确保Ｃｕｋ ＤＣ－ＤＣ变换器在很宽的输入电压动态范围内普遍具有较高的转换效率,提出令开关电容ＤＣ－ＤＣ变换器的拓扑结构随着输入电压的变化而改变,从而解决了开关电容ＤＣ－ＤＣ变换器中输入电压动态范围和转换效率之间的矛盾。实验结果表明,提出的方法是可行的。     

DC-DC变换器双滑模面变结构控制

提出一种变结构控制方法,用两个滑模面分别实现DC-DC变换器内外环控制,内环滑模面用于电流控制环,外环滑模面用于电压控制环.以BUCK变换器为例,通过仿真和比较表明,这种控制可获得比单滑模面控制更多的反馈信息,得到更好的动态品质,对参数的摄动和外界干扰具有很强的鲁棒性,抖振很小,且稳态误差也很小.     

驱动白光LED的升压式变换器XC9103

介绍了一种利用XC9103 DC/DC升压转换器作为白光LED驱动的电路,对XC9103的内部结构及外围主要元件的选取作了详细说明,并对驱动电路的效率进行了测试,达到预期的设计要求.     

一种新型磁控管的能量输出阻抗变换器

设计和试制了一种用于船舶雷达的新型磁控管，对该磁控管的微波能量输出系统进行重点研究，它是常规双脊波导(或称工字型波导)的一种改型，尺寸小、结构紧凑、频带宽，称为指数式圆波导工字形阻抗变换器。对它的原理进行了理论分析，并导出其计算方法，确定其结构尺寸，可供工程设计使用。     

基于多电平变换器的广义大功率电流补偿器

用于输配电电网中的APF、ASVG、UPFC都必须具有大的功率等级，而二极管箝位变换器特别适合于大功率应用场合。采用了一种基于二极管箝位变换器的广义大功电流补偿器。理论和仿真表明这种电流补偿器可以分别或综合补偿多种有害电流。     

8位并行高速A/D芯片MAX153在数据采集系统中的应用

阐述了MAXIM公司推出的高速模数转换芯片MAX153的工作原理和工作模式,在此基础上提出了2种以MAX153为核心的高速数据采集系统的设计方案.第一种方案是选用与MAX153速度匹配的DSP或高速单片机作为数据采集系统的微处理器.给出了这种设计方案的硬件框图及核心源程序.第二种方案是应用并行数据传送方法中高效的DMA方式来为MAX153与存储器之间的数据传输提供直接的传输通道.