摘要：介绍了共模峰值电流型控制输入半桥(主级环路),差模电压型控制输出半桥(次级环路)的BUCK型SIDO(Single Inductor Dual Output)变换器的工作原理。利用开关元件平均法,建立了BUCK型SIDO功率级的小信号模型。并根据峰值电流控制模式、电压型控制模式的工作原理,建立了SIDO控制环路的小信号模型,最终得到连续导通模式下整个系统的小信号模型。在0.18μm CMOS工艺下完成了SIDO变换器的电路设计,利用Spectre中的PAC(PeriodicAC)分析对所建的小信号模型进行了验证,并对SIDO变换器的性能进行了仿真验证。

摘要：提出一种具有零电压开通(zero-voltageswitching,ZVS)和零电流关断(zero-current switching,ZCS)的可工作于CCM腾柱式无桥功率因数校正(power factor correction,PFC)电路拓扑。该拓扑在传统图腾柱无桥PFC的基础上,通过增加辅助谐振支路来实现功率开关管(MOSFET)的ZVS导通,同时辅助谐振支路亦可有效地抑制其体二极管电流的di/dt,实现ZCS关断,极大地缓解了MOSFET体二极管反向恢复问题;工作在电流断续模态下的辅助谐振支路,其开关管均能实现零电流开通,变换器的所有开关管均工作在软开关状态。该拓扑克服传统硅基图腾柱无桥PFC的MOSFET体二极管反向恢复问题,以及只能工作在电流断续导电模式或临界导电模式的限制,拓宽其工作范围,与传统图腾柱式无桥PFC电路相比,有更高的效率和功率密度。基于对所提出变换器的工作原理和稳态特性的分析,设计一台实验样机,实验结果验证了该拓扑方案的可行性和有效性。

摘要：针对传统脉冲序列PT(pulse train)控制连续导电模式CCM(continuous conduction mode)开关变换器存在的低频振荡问题,提出了一种离散滞环电容电流脉冲序列DHCC-PT(discrete hysteretic capacitor current-pulse train)控制方法。DHCC-PT控制方法通过限制每一个开关周期起始时刻电容电流i_(C)(nT)的运动区域,将其控制在不易发生低频振荡所对应的电容电流边界区间内,即可实现低频振荡的有效抑制。以CCM Buck变换器为例,详细阐述了DHCC-PT的基本原理、控制流程以及低频振荡抑制机理,设计了简单可靠的DHCC-PT控制器实现电路,并通过仿真和试验对其控制规律和输出特性进行了研究,验证了控制方法的可行性和理论分析的正确性。研究表明:DHCC-PT控制方法简单有效,DHCC-PT控制CCM开关变换器具有良好的输出电压特性。

摘要：为了减小单电感双输出Buck变换器输出支路间的交叉影响,提出了基于精确反馈线性化的滑模变结构控制。以工作于电感电流连续导电模式的单电感双输出Buck变换器为研究对象,介绍了其工作原理和开关状态,建立了仿射非线性模型,在此基础上,将滑模变结构控制应用于精确反馈线性化控制,得到系统的非线性控制律,弥补了精确反馈线性化对精确数学模型依赖的缺陷,提高了系统鲁棒性。仿真结果表明,所提控制方法比传统的峰值电流型控制方法具有更好的调节性能,并能有效地减小系统的交叉调节。最后,由设计的实验电路进一步验证了所提控制方法的正确性和有效性。

摘要：分析电感电流连续工作模式(continuous conduction mode,CCM)Buck变换器的最优负载瞬态响应过程,通过负载跃变阈值概念的提出,获得负载突变时Buck变换器输出电压的最优超调量(跌落量)和稳态调节时间,仿真分析和实验研究结果表明,Buck变换器在负载跃变时存在最优瞬态工作过程。研究最优负载瞬态特性在滑模控制Buck变换器中的应用,仿真研究结果表明,最优负载瞬态特性的研究对Buck变换器主电路参数和控制策略的设计与实现具有重要的指导意义。

摘要：为研究减小单电感双输出(single-inductor dual-output,SIDO)Buck变换器输出支路间交叉影响的控制方法,该文以工作于电感电流连续导电模式(continue conduction mode,CCM)的SIDO Buck变换器为研究对象,描述其工作原理和开关状态,推导出状态空间平均模型,并建立了SIDO CCM Buck变换器的功率级小信号模型。在此基础上,提出电容电流–电容电压纹波控制(capacitor current and capacitor voltage ripple controlled,CCVR) SIDO CCM Buck变换器,对其控制原理进行阐述,并建立了小信号模型。进一步地,分析了变换器输出支路间的交叉影响。结果表明:相比传统峰值电流型控制(peak current mode controlled,PCM) SIDO CCM Buck变换器,CCVR SIDO CCM Buck变换器可有效减小输出支路间的交叉影响。最后,由设计的CCVR SIDO CCM Buck变换器实验电路,验证了理论分析的正确性。

摘要：针对常用单电感多输出(Single-inductormultipleoutput,SIMO)开关变换器控制技术每个控制环路均需要补偿网络的问题,文中提出一种无补偿网络的连续导电模式(continuous conduction mode,CCM) SIMO Buck变换器电压型变频纹波控制技术。以单电感三输出(single-inductor triple-output,SITO) Buck变换器为例,推导CCM SITO Buck变换器工作于不同开关时序的切换条件;根据主开关管和输出支路开关管的切换方程,建立电压型变频纹波控制CCM SITO Buck变换器的s域小信号模型,从频率的角度通过波德图对输出支路的交叉影响进行理论分析。最后,搭建相应的实验样机,通过实验对比分析负载电流跳变对其他支路输出电压的影响。研究结果表明:相比于现有的控制技术,提出的电压型变频纹波控制CCM SITO Buck变换器技术显著抑制了输出支路的交叉影响,且控制环路无补偿网络,设计简单。

摘要：提出一种三态Boost功率因数校正电路及其相应的系统控制策略,采用DSP实现系统的全数字控制。通过在Boost变换器电感两端并联开关管,使Boost变换器工作在伪连续导电模式从而获得2个控制自由度并实现控制环路的解耦。详细分析三态Boost功率因数校正变换器的工作原理和控制方法,不但解决了不连续导电模式Boost功率因数校正变换器不能应用于中大功率场合和连续导电模式Boost功率因数校正变换器控制电路设计复杂的问题,而且还具有良好的功率因数校正能力,拓宽了Boost功率因数校正变换器的负载范围,并提高了Boost功率因数校正变换器的动态响应速度。通过一台400W的实验样机验证了理论分析的正确性。

摘要：采用有源功率因数校正技术(active power factor correction,APFC)设计并实现了一款高功率因数、高效率、低谐波、低噪声的"绿色"功率因数校正装置。1700 W样机实验结果表明:所设计的功率因数校正装置能在165～275 V AC宽电压范围内,得到稳定的直流电压输出;输入交流电流能很好的跟踪输入交流电压,功率因数达到0.996,效率达到96.8%;具有输入欠压、输入过压、输出过压、输出过流等保护功能;工作可靠,成本较低,适用于中大功率应用场合。

摘要：在工作于连续导电模式(Continuous Conduction Mode,CCM)的升压型单电感双输出(Single-Inductor Dual-Output,SIDO)变换器两路输出均为高电压的基础上,推导了各输出支路的电压增益表达式,以及升压型SIDO变换器可以实现低电压输出的理论条件。当输出低电压的支路不同时,分别分析了升压型SIDO变换器工作于CCM的稳态波形,相应的电感电流呈现出"升-降-升"或"升-升-降"的变化趋势。在一定条件下,举例说明了升压型SIDO变换器能够输出低电压的理论值为零。设计并实现了一个具有低电压输出的升压型SIDO变换器,降低了需要同时输出高电压和低电压的SIDO变换器的复杂性。实验结果证明了文中理论分析的正确性。