无感BUCK DC-DC变换器的拓扑与效率分析

来源 :华南理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhangShunsheng2000
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
目前,片上供电系通常采用非隔离降压型DC-DC变换器,由于L-C滤波元件无法封装在芯片内,电压输出级只能设计在芯片外部,这必然使电源体积增加。若将电感电容元件布于芯片内,其所需的电感值需为pH等级,则导致开关频率将达GHz等级,如此高的开关频率并不易达成,且会造成大量的开关切换损耗。电感元件无法集成化,究其原因不外乎在于电感的结构原理与半导体不同,传统的电感是由线圈所绕成,其体积,重量在变换器中占有相当的比例。所以,在大多数芯片供电系统中的传统电感无法IC化制造成为了电子电路集成化的阻力之一。在这样的前提下,设计开发出无电感电路技术,以解决电感IC化的问题,无论是从经济角度,还是从科学研究上来讲都是很有价值的。   本文以非隔离降压型DC-DC变换器为研究对象,在详细介绍了其在连续电流模式和非电流连续模式下的工作原理的基础上,提出了两种实现电路无感化的方案:   (1)采用与LC低通滤波器具有相同功效,但是体积更小,且元件易于IC化的一阶有源低通滤波器,应用于输出端,并给出了一种考虑到一阶有源滤波器中电容等效串联电阻的三端PWM开关的平均电路模型的建模方法,在此基础上,建立了新的电路构架的DC和小信号电路模型,研究了电压控制的闭环建模,推出了传递函数,并进行了仿真研究;   (2)采用通用阻抗变换器电路,利用其电路阻抗转换的特性来模拟出电感的特性,从而取代传统的线圈电感,针对实际电路的规格,研究出了一套较为完善的硬件电路中元器件的选取标准和参数设计的方法,并且藉由电路仿真和样机的搭建测量,证明了所提出的电路构架,也具有传统的降压型电压变换器相同的效能,同时也对比和讨论了所提出的电路与传统的降压型电压变换器的各项性能指标。
其他文献
蓄电池由于自身的可循环充放电、易携带、安全可靠等优点,现已广泛应用于电信、航海、航空、医学等各个领域,而对充电装置的要求也随之增高。本文的目标是设计一款高效、对电网污染小的蓄电池充电装置。现在大多数的充电装置主电路分为两级,由PWM整流器和DC/DC斩波器串联而成。PWM整流器在许多方面诸如有源电力滤波(APF)及静态无功补偿(SVG)、交流电动机的四象限拖动和统一潮流控制器(UPFC)等领域已经
随着近年来高温超导材料临界温度的提升,高温超导材料的生产水平的提高,世界范围内高温超导技术应用进入了史无前例的飞速发展阶段,特别在是高温超导电机的理论、设计、制造应用等方面,世界各国都投入了极大的人力和物资支持。本文对高温超导风力发电机的基础理论进行研究,并利用有限元仿真软件,对一台高温超导永磁同步风力发电机进行了设计,并对比分析了高温超导永磁电机与传统电机的差异,分析总结了超导电机中交流损耗的原
随着联络手段不断增强,环网结线、开环运行成为了配电网的典型运行方式。在10kV配电网进行倒负荷或线路检修时,现在一般采用“先断后通”方式,但这将造成用户短时停电,严重影响广
变电站是电网的重要组成部分,为实现线路运行方式切换、设备检修和变压器元件投入/退出等,经常需要对变电站设备进行控制倒闸操作,但误控制操作导致电气事故的情况却时有发生,严重影响电网的正常运行。显然变电站控制操作的安全是实现电网安全稳定运行的基础,为增强变电站控制操作的安全,本文做了以下相关研究工作:(1)通过分析现阶段变电站控制及其防误闭锁体系机制存在的缺陷和不足,提出利用服务追踪来增强控制及闭锁防
近年来,风电技术取得了突飞猛进的发展:单机容量不断提高;发电机的变速恒频运行取代了传统的恒速恒频运行;实现了风电场的实时监控、远程测控及计算机群控。在风力发电系统的机电
随着新能源的日益盛行,风能的应用吸引了越来越多国家的关注和研究,而在众多应用于风力发电的发电技术中,双馈风力发电技术则以其独一无二的优势而备受人们重视。但是,风能具有随机性和不稳定性,会引起双馈风力发电定子侧电网有功功率不稳定,这影响了风能的广泛利用。为解决在风力发电中的这一弊端,课题将储能装置引入风力发电系统中,这样可以在一定范围内很好的调整定子侧电网的有功平衡。在传统的储能装置与风力发电系统的
电力行业作为资源优化配置的平台,是关系国家能源安全和国民经济发展的重要行业,贯彻落实科学发展、节约发展的工作思路,扎实做好节能降耗工作,是义不容辞的社会责任。当前,落实降
酒厂黄水中含有大量的有机物质,如直接排放会造成资源浪费和环境污染。黄水量多面广,因此治理黄水成为越来越紧迫的问题。生物技术资源化酒厂黄水不仅没有二次污染,而且可以开发
功率因数校正技术(Power Factor Correction,PFC)是现代电力电子技术一个重要的研究方向。传统上,模拟控制在开关电源应用中占据了主导地位。随着高速度、廉价的数字信号处理器(DS
车载网络中CAN总线已经得到了广泛的应用,而FlexRay总线由于其高速、通信时间确定和双通道冗余等优秀特点,吸引了汽车领域及相关研究人员的普遍关注,已经成为下一代车载网络的事