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耦合电感宽输入有源升降压逆变器

电网技术 2014年第11期38卷 3134-3139页

作者：吴冬春阚加荣汤雨何耀华盐城工学院电气工程学院江苏省盐城市224051 南京航空航天大学自动化学院江苏省南京市210016

传统升压电路由于占空比的限制,升压能力有限,要使输出电压恒定,输入直流电压不能太低。提出了一种耦合电感宽输入有源升降压逆变器,分析了电路的工作模态、开关管应力和电路增益。通过设置耦合电感的匝比,在输入电压较低时,该电路可以... 详细信息

传统升压电路由于占空比的限制,升压能力有限,要使输出电压恒定,输入直流电压不能太低。提出了一种耦合电感宽输入有源升降压逆变器,分析了电路的工作模态、开关管应力和电路增益。通过设置耦合电感的匝比,在输入电压较低时,该电路可以实现较高幅值的交流电压输出;输入电压较高时可以实现降压逆变。适时修正耦合电感Boost AC/AC电路的占空比,可以使电路增益保持恒定。仿真和实验结果表明该电路能够在较宽的输入电压范围内实现升压和降压逆变。

关键词：宽输入耦合电感恒定升压比升降压逆变

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宇航宽输入高效率低压大电流二次电源的研究

中国空间科学技术 2020年第6期40卷 115-122页

作者：吴建超刘密陈广军赵文杰陈永刚万成安北京卫星制造厂有限公司北京100094 北京空间电源变换与控制工程研究中心北京100080

随着新一代电子电路的发展,高性能FPGA等数字信号处理器的工作电压越来越低,电流越来越大,其对供电电源的效率要求更加严格。为提升电源效率,采用谐振复位交错并联同步整流正激电路,基于工作模态分析和电路仿真,研制了一台5 V/30 A电源... 详细信息

随着新一代电子电路的发展,高性能FPGA等数字信号处理器的工作电压越来越低,电流越来越大,其对供电电源的效率要求更加严格。为提升电源效率,采用谐振复位交错并联同步整流正激电路,基于工作模态分析和电路仿真,研制了一台5 V/30 A电源样机。实测电源工作电压可覆盖20~50 V范围,满载效率达90.9%,相比同规格传统宇航电源效率提升超过10%,损耗减小达22.5 W;另外同步整流轻载/空载条件下续流管电压尖峰过冲问题得到解决。该电路具有高效率、高可靠的特点,适用于宇航低压大电流电源应用环境。

关键词：宇航二次电源宽输入高效率低压大电流高可靠

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宽输入高增益隔离升压型DC/DC变换器

电源技术 2012年第8期36卷 1147-1151页

作者：肖文英戴日光湖南工学院电气与信息工程系湖南衡阳421002

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... 详细信息

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。

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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宽输入电动汽车车载DC-DC电源研究

电子器件 2022年第5期45卷 1150-1156页

作者：荀荷惠沈汉鑫徐锦丽叶佳祥邓思宇朱浩厦门理工学院光电与通信工程学院福建厦门361024

针对电动汽车车载DC-DC电源器件损耗高、稳定性差、效率低等问题,基于Boost与半桥LLC变换器设计一种级联式车载DC-DC电源。首先提出一种两级DC-DC变换器的主电路拓扑,结合输出功率与电压增益对其进行详细分析;其次采用基于数字信号处理... 详细信息

针对电动汽车车载DC-DC电源器件损耗高、稳定性差、效率低等问题,基于Boost与半桥LLC变换器设计一种级联式车载DC-DC电源。首先提出一种两级DC-DC变换器的主电路拓扑,结合输出功率与电压增益对其进行详细分析;其次采用基于数字信号处理器(DSP)的双环控制方式,引入母线电压可调,并给出参数设计过程,变换器最终能够满足宽输入范围要求,并使整个负载范围内的输出电压维持稳定;最后搭建实验样机,测试DC-DC电源在不同负载下的效率以及调压稳压性能。试验结果表明,该DC-DC电源能够满足宽范围输入电压,实现了宽范围的软开关,提高了整个负载范围内的传输效率。

关键词：电动汽车车载DC-DC电源宽输入全负载

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宽输入倍压整流LLC谐振变换器的时域分析

电源学报 2023年

作者：熊兰高迎飞宋佳刘林湖北工业大学太阳能高效利用及储能运行控制湖北省重点实验室

宽输入谐振变换器在储能与新能源系统中有广泛的应用需求。当用时域分析法求取LLC谐振变换器的电压增益特性时，已有研究常常假定移相控制的电路处于电流断续模式，使得变换器连续模式的增益分析结果出现明显误差。针对倍压整流LLC谐振... 详细信息

宽输入谐振变换器在储能与新能源系统中有广泛的应用需求。当用时域分析法求取LLC谐振变换器的电压增益特性时，已有研究常常假定移相控制的电路处于电流断续模式，使得变换器连续模式的增益分析结果出现明显误差。针对倍压整流LLC谐振变换器，提出了识别两种模式的时域分析计算方法。首先通过模态分析得出电流连续或断续的判据。然后以时域分析法推导两种模式的归一化计算模型，并用计算结果和判据验证工作模式。最后，不同条件下电压增益曲线的计算、仿真和实验的对比表明了所提方法的有效性。该方法对可能出现连续模式的LLC变换器更加适用，提高增益分析的准确性，有助于参数设计。

关键词： LLC谐振变换器宽输入时域分析电流连续模式电流断续模式

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一种自适应补偿的宽输入LDO设计

复旦学报（自然科学版） 2018年第1期57卷 85-91页

作者：严利民殷晓文上海大学微电子研究与开发中心上海200072

提出了一种基于CSMC 0.35μm HV40V标准CMOS工艺,输入范围4.5~24V的自适应宽输入的低压差线性稳压器.输出稳定在***系统中输出级加入自适应网络,保证系统在全负载范围内稳定性.此外系统采用超级源随器作缓冲器,引入了简单的负反馈,隔离... 详细信息

提出了一种基于CSMC 0.35μm HV40V标准CMOS工艺,输入范围4.5~24V的自适应宽输入的低压差线性稳压器.输出稳定在***系统中输出级加入自适应网络,保证系统在全负载范围内稳定性.此外系统采用超级源随器作缓冲器,引入了简单的负反馈,隔离了运放输出和功率管栅端,提高了系统稳定性.经Spectre软件仿真验证,当负载电流从1μA变化到20mA时,开环相位裕度为80.81°,交流仿真曲线体现了补偿良好的极点跟随性.

关键词：低压差线性稳压器宽输入自适应网络超级源随器

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宽输入LLC谐振变换器研究

宽输入LLC谐振变换器研究

作者：张琨北京交通大学

学位级别：硕士

LLC谐振变换器因为可以实现原边开关管的零电压(ZVS)开通和副边二极管的零电流(ZCS)关断等优点,被广泛应用于LED照明,通信电源等领域。但是随着可再生能源的发展,对直流变换器提出了新的要求,即变换器需要具有更宽的输入电压范围。而LL... 详细信息

LLC谐振变换器因为可以实现原边开关管的零电压(ZVS)开通和副边二极管的零电流(ZCS)关断等优点,被广泛应用于LED照明,通信电源等领域。但是随着可再生能源的发展,对直流变换器提出了新的要求,即变换器需要具有更宽的输入电压范围。而LLC由于自身特性,在变频控制下,当工作于较宽的输入电压范围时,存在开关频率变化范围较大,高频段环流损耗严重,低频段二极管无法实现ZCS关断,且增益变化缓慢等缺点。本文将基于此背景,对于在宽输入电压范围场合LLC谐振型变换器的应用展开研究。针对宽输入LLC谐振变换器的应用与研究本文主要展开以下工作:首先在介绍宽输入LLC谐振变换器国内外研究现状的基础上,总结了扩宽输入电压范围的基本方法。然后,在传统全桥LLC谐振变换器电路拓扑基础上,提出一种新型的混合控制策略,该控制策略将传统LLC谐振变换器的变频(Variable-Frequency,VF)控制和本文提出的变频移相(Variable-Frequency&Phase shift,VF-PS)控制相结合,令LLC谐振变换器在开关频率大于谐振频率的时候,即变换器工作于降压模式时,也可以实现原边开关管的ZVS和副边二极管的ZCS,同时通过控制副边二极管流过的电流工作于临界连续(BCM)模式,在扩宽输入电压范围的基础上,可以使变换器工作于较高的效率。其次,在双桥LLC谐振电路拓扑的基础上,提出一种多电平控制策略,通过改变电路桥臂中点的电平数从而扩宽输入电压范围。对于上述提到的两种扩宽输入电压范围的方法,本文分别对其工作原理进行了详细的介绍,并通过数学方法,求得两种电路的输入输出增益曲线图。最后分别搭建500W的实验样机,对其工作原理进行实验验证,证明其原理的正确性和可行性。

关键词：宽输入 LLC谐振变换器混合控制

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宽输入低功耗LDO设计与技术研究

宽输入低功耗LDO设计与技术研究

作者：赖柏冲电子科技大学

学位级别：硕士

随着电子设备更新换代,电源管理芯片需要兼容更多不同的应用场景中的不同的直流母线电压,于是电源管理芯片能否处理更宽范围的输入电压成为了一个重要的性能指标。此外,随着国内电池技术和传感器的普及和发展,电池容量有限与电路功能复... 详细信息

随着电子设备更新换代,电源管理芯片需要兼容更多不同的应用场景中的不同的直流母线电压,于是电源管理芯片能否处理更宽范围的输入电压成为了一个重要的性能指标。此外,随着国内电池技术和传感器的普及和发展,电池容量有限与电路功能复杂化的矛盾愈发严重,对低功耗电路设计提出了很高的要求。为了应对上述需求,本文针对电源管理低压差线性稳压器(LDO)芯片,在宽输入、低功耗电路设计方面展开研究。宽输入及低功耗电路设计的难点为:电路稳定性差、响应速度慢。为了解决传统宽输入低功耗LDO稳定性差的问题,本文采用了嵌套弥勒补偿、动态零点补偿、电容-电阻对补偿等补偿方案,使全负载条件、全温区的典型相位裕度达到40°左右,最劣相位裕度达到30°。针对传统宽输入低功耗LDO响应速度慢的问题,本文提出了一种新型瞬态响应加速结构,通过快速检测输出电压的上冲/下冲来增大功率管栅极驱动电流,实现快速响应。在此基础上,本文基于华宏0.35μm BCD工艺完成了一款具有欠压保护、过流保护、过温保护、反向保护功能的宽输入低功耗LDO芯片的全电路设计和全面仿真。仿真结果显示,该LDO可以实现2.7V-24V的宽输入电压范围和1.8μA的超低典型静态电流,输出电压范围为1.2V-5V,最大输出电流达到150m A。在-60℃～130℃的全温区范围、全输入输出电压范围、全负载范围、全工艺角的条件下,该LDO的低频环路增益不低于65d B,环路相位裕度不低于30°。在输入2.7V、输出1.2V,负载电流在10ns内在10n A与50m A之间切换的负载瞬态仿真条件下,该LDO的下冲电压和过冲电压分别为32m V和30m V,比德州仪器公司的TPS70933产品分别降低了89%和67%,下冲恢复时间和上冲恢复时间分别为0.69ms和0.91ms,与德州仪器公司的TPS70933比较分别增加了0.44ms和减小了39.1ms,验证了本文提出的瞬态响应加速结构的有效性。

关键词：宽输入低功耗低压差线性稳压器瞬态响应

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宽输入高精度基准电压源研究与实现

宽输入高精度基准电压源研究与实现

作者：吴伟南京邮电大学

学位级别：硕士

随着电子设备的快速发展,电源管理系统已成为其中不可或缺的重要组成部分。宽输入基准电压源作为一种集成了高压驱动、逻辑控制、精准输出的模拟集成电路,在高精度ADC以及汽车电子等方面具有广阔的应用前景和良好的发展趋势。本文设计... 详细信息

随着电子设备的快速发展,电源管理系统已成为其中不可或缺的重要组成部分。宽输入基准电压源作为一种集成了高压驱动、逻辑控制、精准输出的模拟集成电路,在高精度ADC以及汽车电子等方面具有广阔的应用前景和良好的发展趋势。本文设计的宽输入高精度基准电压源重点关注输出电压的温度系数、线性调整率以及带载能力,同时兼顾负载调整率、静态功耗等其他参数之间的平衡。本文首先分析了宽输入电压源电路的工作原理以及实现机制,然后从电路的理论出发,着重对温度系数以及线性调整率等参数的影响因素进行详细分析,最终基于宽输入高精度基准电压源的输入特性、温度系数、线性调整率以及电源抑制比等参数的折衷关系,设计出了一款满足宽输入电源电压范围、低温度系数、低线性调整率等性能的基准电压源。本文设计的宽输入高精度基准电压源首先采用一种电流抽取预调制模块,不仅可以抑制电源电压大范围变化对输出电压的影响,从而达到提高线性调整率的目的,而且在抗工艺角变化方面也有良好的表现,以此稳定输出3V电压为后级低压电路供电;其次,为了实现良好温度系数的性能,在低压带隙基准模块中采用了一种新型高阶曲率补偿模块和自适应负反馈环路,不仅消除了一阶温度补偿电流中高阶曲率非线性项,实现了低温度系数的目的,而且能够提高抑制噪声性能;最后,在高精度LDO模块中,为了减小负载电流瞬态变化带来的负面影响,采用过冲欠冲还原模块来抑制过冲和欠冲电压,以及自适应频率补偿模块对环路中在不同负载下的零点和极点频率变化进行补偿,提高输出电压的稳定性、带载能力和瞬态响应能力。本文基于SMIC180nm BCD工艺完成了宽输入高精度基准电压源的设计,版图面积为0.3312mm。仿真结果表明:电源电压在4.5V～35V的范围内,温度在-45℃～125℃的范围内,输出电压2.5V,温度系数1.47ppm/℃,线性调整率1.87ppm/V,电源抑制比-103d B@DC、-26.5d B@5MHz,功耗215.12μA。

关键词：基准电压源宽输入电流抽取高阶曲率补偿温度系数