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混合工作模态的高功率因数无桥Buck PFC变换器

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电源学报 2024年

作者：陈正格苗舒曼周琛力许建平西南交通大学磁浮技术与磁浮列车教育部重点实验室

AC-DC降压型功率因数校正（Power Factor Correction， PFC）变换器广泛应用于低压场合。然而，该类拓扑因输入电流死区导致功率因数(Power Factor， PF)低、输入电流总谐波（Total Harmonic Distortions of Input Current， THDi）高... 详细信息

AC-DC降压型功率因数校正（Power Factor Correction， PFC）变换器广泛应用于低压场合。然而，该类拓扑因输入电流死区导致功率因数(Power Factor， PF)低、输入电流总谐波（Total Harmonic Distortions of Input Current， THDi）高。为此，本文引入Buck-boost单元以构建一种高PF的混合工作模态降压型无桥PFC变换器，其在正、负半个工频周期分别工作在Buck和Buck-boost模式。虽然Buck-boost单元效率低于Buck单元，但所提变换器在负半工频周期运行于Buck-boost模式，可以避免输入电流死区以提高PF并降低THDi。在正半工频周期运行于Buck模式，变换器仍保留Buck单元的高效率优势。并通过分析所提出无桥变换器工作模态与PF值说明变换器高PF特性。最后，通过仿真与实验，验证所提变换器的可行性和理论分析的正确性，并对比所提与传统Buck PFC变换器的性能。

关键词：功率因数校正无桥拓扑混合工作模态 Buck Buck-boost 高功率因数

Antioxidant potential of pentoxifylline on spermatozoa of small ruminants

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Asian pacific Journal of Reproduction 2022年第3期11卷 138-145页

作者： Mazen Alomar Division of Animal Production Department of AgricultureAtomic Energy CommissionP.O.Box 6091DamascusSyria

Objective:To investigate antioxidant potential of pentoxifylline on spermatozoa of small ruminants including rams and Bucks.Methods:The levels of hydrogen peroxide(H2O2)production in ram and Buck spermatozoa incubated with 0(control),4 and 8 mM of pentoxifylline were measured after 45-min incubation.Then,the motility parameters of ram and Buck spermatozoa incubated with 0(control),1 mM of H2O2,1 mM of H2O2 plus 4 mM of pentoxifylline,and 1 mM of H2O2 plus 8 mM of pentoxifylline were analysed.H2O2 was estimated using a fluorometric assay and spermatozoa motility characteristics were analyzed using computer aided sperm analyzer.Results:Pentoxifylline significantly decreased the levels of H2O2 produced from both ram and Buck spermatozoa(PBuck sperm samples,the rapid and static subpopulation motility parameters were the most affected categories by pentoxifylline addition compared to the medium and slow categories.Conclusions:Pentoxifylline possesses an antioxidant capacity proved by its ability of reducing H2O2 levels as well as by increasing motility values of stressed spermatozoa.Therefore,pentoxifylline could be recommended as antioxidant additive for spermatozoa of small ruminants under stress conditions.

关键词： Pentoxifylline Spermatozoa Ram Buck Motiltiy Hydrogen peroxide H2O2 Antioxidants

串入并出LLC-Buck变换器的控制策略研究

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陕西科技大学学报 2022年第3期40卷 157-163页

作者：杨奕罗巍鑫重庆理工大学电气与电子工程学院重庆400054 重庆市能源互联网工程技术研究中心重庆400054

串入并出结构LLC-Buck变换器能够实现大幅降压与大电流输出.但该结构变换器具有功率分配比例不同、瞬态响应速度慢及控制器设计复杂的问题,为解决上述问题,提出了以模块Buck变换器输出电压与电感电流纹波叠加的固定导通时间控制策略.电... 详细信息

串入并出结构LLC-Buck变换器能够实现大幅降压与大电流输出.但该结构变换器具有功率分配比例不同、瞬态响应速度慢及控制器设计复杂的问题,为解决上述问题,提出了以模块Buck变换器输出电压与电感电流纹波叠加的固定导通时间控制策略.电感电流纹波不受输出电容等效电阻的影响,能够更快反应变换器负载的变化状态.首先介绍了变换器拓扑结构及特点,分析了各部分变换器的特性及控制策略的工作原理,并对控制器进行了稳定性分析.最后进行了仿真以及实验验证.结果表明,该控制策略应用于此相较传统PI控制具有更好的负载瞬态响应调节性能.

关键词：串联输入并联输出 LLC Buck 瞬态响应控制策略

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低压大电流多相Buck电路的研究与设计

低压大电流多相buck电路的研究与设计

作者：吴振滔华中科技大学

学位级别：硕士

随着片上系统的发展以及各种智能电子设备的快速普及,用于给各种电子设备提供可靠电压的电源管理芯片在过去几十年得到了较快的发展。如人们日常使用的电脑、手机和电子手表等电子设备的电源管理芯片尺寸越来越小,续航时间以及电源的安... 详细信息

随着片上系统的发展以及各种智能电子设备的快速普及,用于给各种电子设备提供可靠电压的电源管理芯片在过去几十年得到了较快的发展。如人们日常使用的电脑、手机和电子手表等电子设备的电源管理芯片尺寸越来越小,续航时间以及电源的安全可靠性都大幅提升。但是电源管理芯片也有着进步的空间,比如随着计算机运算性能越来越好,高速CPU的电流需求越来越大而且为了适应CPU更快的速度其输入电压也要越来越小。但是目前传统的电源管理芯片不能同时满足低压大电流的需求,对于低压大电流电源管理芯片的研究迫在眉睫。本文受到多相交错并联技术的启发,重点研究了电流峰值模式控制和多相并联技术结合的控制技术,提出了一种基于电流内环电压外环的电流峰值控制模式以及通过延时锁相环实现主从路均流方案的新型电路结构。输出端的分压网络和误差放大器实现输出电压的锁定。功率管的压降经过电流检测放大电路进入电流环和误差放大器输出作比较来控制功率级。这种电流模式的控制结构简化了补偿网络,只需要在误差放大器输出端放置二型补偿就可以保证系统的稳定性。本文重点对延时锁相环、PWM比较器以及误差放大器进行了分析和设计,其中锁相环中使用了校正模块解决了锁相环锁定周期错误的问题,PWM比较器不仅有高增益还有很快的响应速度避免了延时对环路的影响,高增益大带宽的误差放大器保证了输出电压的精度和和稳定。上述模块的电路设计基于华虹0.35μm BCD工艺,通过Cadence软件对电路进行了设计和仿真。整体的Buck电路输入电压范围是3～5.5 V,输出电压范围是1.1～2 V,其输出电流最大为18 A且只有50 m A的电感电流纹波,稳定时Buck开关频率是300k Hz,最高可达到92%的效率,对负载跳变有很快的响应,各相电流误差不超过0.5 A,多相并联技术让输出电流纹波变为了单相的10%左右,总的输出电流是单相的6倍,为低压大电流Buck电路提供了可能。

关键词：低压大电流多相并联电流模式 Buck

变压器串-并联LLC+Buck级联DC-DC变换器的均流特性

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浙江大学学报（工学版） 2018年第4期52卷 806-818页

作者：刘鑫郑祥杰侯庆会石健将浙江大学电气工程学院浙江杭州310027

研究适用于高压/宽电压范围输入、低压/大电流输出应用场合的高功率密度/大功率级联DC-DC变换器拓扑,采用两级结构.前级为定频/开环工作的变压器串-并联结构的LLC谐振变换器,后级为闭环工作的交错并联Buck电路.分析在前级LLC变压器励磁... 详细信息

研究适用于高压/宽电压范围输入、低压/大电流输出应用场合的高功率密度/大功率级联DC-DC变换器拓扑,采用两级结构.前级为定频/开环工作的变压器串-并联结构的LLC谐振变换器,后级为闭环工作的交错并联Buck电路.分析在前级LLC变压器励磁电感与匝比以及后级Buck占空比等参数不一致的情况下,级联DC-DC变换器工作在3种不同的工作模式,研究该变换器在不同工作模式下均能取得较好的均流特性.通过电路仿真与1kW全砖实验样机,验证了该级联变换器拓扑结构具有良好的自动均流特性,适合应用于高功率密度/大功率DC-DC电能变换场合.

关键词： LLC Buck 变压器串并联自动均流

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Buck变换器的鲁棒离散积分滑模控制

电工技术学报 2019年第20期34卷 4306-4313页

作者：郑长明张加胜许睿张国程中国石油大学(华东)信息与控制工程学院青岛266580 青岛黄海学院智能制造学院青岛266427

Buck变换器在受到参数摄动和外部负载扰动时,传统电压PI控制无法获得满意的动态响应和抗扰性,且传统滑模控制多基于连续时间域和电压单闭环设计,不仅在离散实现时存在稳定性问题,而且电压动态特性较双闭环控制差得多。为此,提出Buck变... 详细信息

Buck变换器在受到参数摄动和外部负载扰动时,传统电压PI控制无法获得满意的动态响应和抗扰性,且传统滑模控制多基于连续时间域和电压单闭环设计,不仅在离散实现时存在稳定性问题,而且电压动态特性较双闭环控制差得多。为此,提出Buck变换器的一种鲁棒离散积分滑模(DISM)电压控制策略。首先,在保留传统双闭环控制电流内环的基础上,重建含集中扰动的离散电压模型,设计全局鲁棒性DISM电压控制器,提高了输出电压的动态品质和抗扰性。其次,利用“延迟扰动估计”策略对集中扰动进行在线估计和补偿,使得控制器可工程实现并抑制滑模抖振。最后,给出所提出控制器的稳定性分析和参数设计准则,并与传统电压PI控制进行仿真和实验对比,验证了所提控制器优越性。

关键词： Buck 变换器鲁棒控制离散积分滑模扰动估计

高频变压器一次侧串联LLC+输出端并联Buck级联直流变换器

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电工技术学报 2015年第24期30卷 93-102页

作者：石健将章江铭龙江涛刘天骥浙江大学电气工程学院杭州310027

为满足高压/宽输入、输出低压/大电流以及高功率密度直流模块电源的技术要求,提出一种变压器一次侧串联LLC+输出端交错并联Buck电路的级联高频直流变换器拓扑结构。该级联变换器的前级LLC工作在定频、开环方式,实现电气隔离与降压;后级... 详细信息

为满足高压/宽输入、输出低压/大电流以及高功率密度直流模块电源的技术要求,提出一种变压器一次侧串联LLC+输出端交错并联Buck电路的级联高频直流变换器拓扑结构。该级联变换器的前级LLC工作在定频、开环方式,实现电气隔离与降压;后级交错并联Buck电路采用相同占空比、闭环工作方式,实现输出稳压与自然均流。针对该级联变换器的工作模态、LLC的谐振参数设计进行分析;同时,针对高频变压器匝比和Buck电路占空比等参数的不一致性对输出自然均流的影响,也进行了理论分析。最后,仿真和实验均证明了该级联变换器理论分析的可行性与正确性。

关键词： LLC Buck 输出自然均流变压器串/并联级联变换器

临界连续模式单电感双输出Buck功率因数校正变换器

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电力自动化设备 2015年第5期35卷 64-69,82页

作者：刘雪山许建平王楠西南交通大学电气工程学院磁浮技术与磁浮列车教育部重点实验室四川成都610031

提出了一种临界连续模式(CRM)单电感双输出(SIDO)Buck功率因数校正(PFC)变换器及其控制策略,并分析了其工作特性。通过对电感的分时复用控制,实现了2个输出支路的独立控制。在输入电压接近各输出支路电压情况下,控制器限制了开关管的最... 详细信息

提出了一种临界连续模式(CRM)单电感双输出(SIDO)Buck功率因数校正(PFC)变换器及其控制策略,并分析了其工作特性。通过对电感的分时复用控制,实现了2个输出支路的独立控制。在输入电压接近各输出支路电压情况下,控制器限制了开关管的最小关断时间,解决了工作于CRM时电感在输入电流过零点附近难以分时复用控制的问题,并抑制了电感在输入电流过零点附近的复用频率。相对于传统两级结构的多路输出PFC变换器,CRM SIDO Buck PFC变换器减少了控制器与电感的数量,降低了变换器的体积与成本,并提高了变换器的效率。实验结果验证了所提变换器高效率、高功率因数以及2个输出支路的高输出精度控制特性。

关键词： Buck 变换器功率因数校正单电感双输出临界连续模式单级结构分时复用控制

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级联系统中Buck充电调节器前馈控制方法

电工技术学报 2014年第10期29卷 134-140页

作者：贾鹏宇郑琼林李艳王蓓蓓北京交通大学电气工程学院北京100044

针对航天用电源控制器(PCU)系统中的模块组成部分和运行特点,详细分析了PCU系统中顺序开关分流调节器(S3R)的运行模式和对母线电压的影响。当S3R调节母线电压时会产生由滞环控制引起的不定频率的母线纹波,造成了以母线作为输入的蓄电池... 详细信息

针对航天用电源控制器(PCU)系统中的模块组成部分和运行特点,详细分析了PCU系统中顺序开关分流调节器(S3R)的运行模式和对母线电压的影响。当S3R调节母线电压时会产生由滞环控制引起的不定频率的母线纹波,造成了以母线作为输入的蓄电池充电模块(BCR)的输出侧产生同频率的电压电流扰动。本文推导了DC-DC变换器在引入前馈控制以消除前向通道音频敏感率时,前馈控制器所需要满足的一般条件,根据BCR输出侧连接蓄电池,输出电压会随着充电过程变化的特点,提出了一种基于Buck变换器作为BCR模块时,能够跟随蓄电池电压变化自适应改变前馈控制器增益的控制方法,以实现BCR模块输出侧在全电压范围内对输入电压扰动进行抑制,实现对蓄电池充电电流脉动控制的最小化。

关键词：前馈控制音频敏感率蓄电池充电调节器电源控制器 Buck 变换器