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关于锂电池化成中新型双向DC/DC拓扑结构的研究与建模在电源技术中的应用探讨

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简介：
本文深入研究了锂电池化成过程中的一种新型双向DC/DC变换器拓扑，并对其进行了详细的建模，旨在提升电源技术的应用水平和效率。 本段落提出了一种应用于锂电池化成技术的新型双向DC/ DC 拓扑结构。该设计采用了两级双向DC/ DC 结构：一级为半桥双向变换器，另一级则采用Buck-Boost 双向变换器，并通过数字信号处理器对后者进行闭环控制，从而实现在输入电压与输出电压存在较大差异的情况下进行有效转换。在Matlab/Simulink 环境下对该拓扑进行了验证，结果显示该装置性能稳定，在3V 电池电压和400V 母线电压之间能够实现双向变换。 随着社会的进步，能源、环保与发展之间的矛盾日益突出，锂电池技术的发展有望有效缓解这一问题。由于工作电压高、体积小、重量轻且无记忆效应等优点，锂电池在众多领域得到了广泛应用。

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  • 关于锂电池化成中新型双向DC/DC拓扑结构的研究与建模在电源技术中的应用探讨
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    本文深入研究了锂电池化成过程中的一种新型双向DC/DC变换器拓扑，并对其进行了详细的建模，旨在提升电源技术的应用水平和效率。 本段落提出了一种应用于锂电池化成技术的新型双向DC/ DC 拓扑结构。该设计采用了两级双向DC/ DC 结构：一级为半桥双向变换器，另一级则采用Buck-Boost 双向变换器，并通过数字信号处理器对后者进行闭环控制，从而实现在输入电压与输出电压存在较大差异的情况下进行有效转换。在Matlab/Simulink 环境下对该拓扑进行了验证，结果显示该装置性能稳定，在3V 电池电压和400V 母线电压之间能够实现双向变换。 随着社会的进步，能源、环保与发展之间的矛盾日益突出，锂电池技术的发展有望有效缓解这一问题。由于工作电压高、体积小、重量轻且无记忆效应等优点，锂电池在众多领域得到了广泛应用。
     
  • 锂电池化成用双向DC-DC转换器设计
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    本项目聚焦于研发高效能锂电池化成过程所需的双向DC-DC转换器，旨在优化电池性能与延长使用寿命，推动新能源技术进步。 为了应对锂电池化成过程中电阻放电造成的大量能量浪费问题，设计了一种双向DC-DC变换器来高效回收化成过程中的放电能量。该变换器采用Buck/Boost双向DC-DC变换器作为主电路拓扑结构，并包含Buck驱动电路、Boost驱动电路和电压/电流采样电路等组件。文中详细介绍了系统的整体架构，分析了各部分的工作原理并提供了具体的设计方案说明。实验结果显示，此变换器能够有效执行电池的充电与放电功能，具有较高的控制精度以及良好的稳定性。
     
  • 关于电池测试系统中双向DC/DC变换器的研究.pdf
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    本文针对电池测试系统的性能优化，深入探讨了双向DC/DC变换器的设计与应用，旨在提升能源效率和系统稳定性。 本段落介绍了一种基于DSP的双向升降压DC/DC变换器，适用于蓄电池常见的充放电过程。电路采用了全桥式拓扑结构，并通过双闭环串级PWM控制实现功能。
     
  • 关于蓄电池充放电装置中双向AC/DC变流器的探讨
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    本文深入探讨了在蓄电池充放电装置中应用的双向AC/DC变流器技术，分析其工作原理、性能特点及优化方案。 随着电力电子技术的进步，蓄电池在工业领域的应用日益广泛，涵盖了邮电、通讯、电力系统、UPS系统以及逆变及特种电源系统等多个方面。因此，对蓄电池进行有效的维护变得尤为重要。监控电池的运行状态并定期执行均衡充放电操作是确保其长期稳定工作的关键措施之一，也是延长电池使用寿命的重要手段。
     
  • 关于电源技术中的推挽式Boost DC/DC变换器研究
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    本研究聚焦于电源技术中推挽式Boost DC/DC变换器的设计与优化，探讨其在高效功率转换中的应用及改进策略。 随着电力电子技术的快速发展，双向DC/DC 变换器的应用越来越广泛。本段落提出了一种在双向DC/DC 变换器中使用的推挽式Boost DC/DC 变换器，并对其工作原理进行了全面分析以及阐述了其缺点，同时利用PSPICE 仿真软件对其进行建模仿真。 电力电子技术是一门研究电能变换原理与变换装置的综合性学科，在电力行业中有着广泛的应用。该领域的研究内容十分丰富，包括但不限于电力半导体器件、磁性元件、电力电子电路、集成控制电路以及由这些元件和电路组成的电力变换装置。其中，电力变换技术是开关电源的基础和核心部分。由于生产技术的进步，双向DC/DC 变换器的使用也越来越广泛。
     
  • 基于PWM技术的DC/DC变换器在电源技术中的应用
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    本研究探讨了脉宽调制(PWM)技术在直流-直流(DC/DC)转换器中的应用及其对现代电源系统性能的影响。通过优化设计，提高了效率与稳定性。 开关型DC/DC变换器有两种工作模式：一种是脉冲宽度调制（PWM）方式，在这种模式下保持开关的工作周期不变，并调整导通时间；另一种则是脉冲频率调制（PFM）方式，即固定导通时间而改变开关的工作周期。在PWM DC/DC变换器中，通过控制功率开关管的重复开启与关闭过程，将一种直流电压或电流转换为高频方波电压或电流，并经过整流和平滑处理后输出另一种所需的直流电压或电流。这种变换器主要由功率开关管、整流二极管、滤波电路和PWM控制器构成。 当输入端和输出端之间需要电气隔离时，可以利用变压器来实现隔离并调整升压或降压需求。PWM DC/DC变换器的工作机制如图1所示。随着工作频率的提升，对滤波电感的要求也相应提高。
     
  • 双向DC-DC变换器在电池储能装置中的应用-电路设计
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    本文探讨了双向DC-DC变换器在电池储能系统中的关键作用，并详细介绍了其电路设计方案与优化策略。 精确的直流测量结果在许多应用领域是必需的。然而，仅仅购买高精度和灵敏度仪器并不足以确保准确性；各种误差源可能会影响读数的结果。此外，对设备参数进行细微调整也可能会导致不同的测量结果。为了达到最高的精度水平，您需要深入理解您的仪器，并采取多种方法来减少误差因素的影响。 本指南将介绍如何利用源测量单元（SMU）来进行直流测量。国家仪器公司(NI)在过去四十年间一直致力于开发高性能的自动化测试和测量系统，旨在帮助解决当前及未来的工程挑战。NI基于模块化硬件与丰富生态系统的软件定义开放式平台能够助力您实现强大的功能，并将其转化为切实可行的解决方案。 我们设计了一套用于电池储能装置双向直流-直流变换器的系统，该系统以buck-boost电路为核心结构。通过使用DSPIC30FJ256GP710单片机最小系统来控制拓扑转换过程，实现了恒流充电和恒压放电的功能。在充电过程中效率不低于94%，而在放电时则保持至少95.5%的效率，并具备过电压保护及温度监控等安全功能。 该设计方案具有高效率、操作简便以及运行稳定等特点，完全符合设计要求。
     
  • 有关DC/DC电源及EMI的探讨
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    本文章围绕DC/DC电源的工作原理、设计技巧及其电磁干扰（EMI）问题进行深入讨论和分析，旨在为工程师提供有效的解决方案。 DC/DC转换器的噪声主要受三个参数影响：占空比（Duty）、开关频率（Fs）以及上升时间（Tr）。其中，开关频率的影响尤为显著，不仅对电磁兼容性有重要影响，在不同应用中也会表现出不同的效果。 1. **DC/DC噪声源特性** - **占空比**：随着占空比的增加，噪声幅度也随之增大。 - **开关频率**：它决定了噪声在频谱上的分布。通常可以将开关频率分为几大类： 20～100kHz：由于电感较大导致的成本和尺寸问题，低频设计逐渐不再成为首选方案。 100～550kHz：这一区间是大多数应用的主要选择范围。 开关频率不仅影响电感的大小，还会影响转换器的整体效率。
     
  • 负电压DC/DC开关电源在电源技术中的设计
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    本论文探讨了负电压DC/DC开关电源的设计原理和技术应用，旨在提高电源转换效率和稳定性。通过优化电路结构与控制策略，实现高性能电源解决方案。 以往的隔离开关电源技术通过变压器实现负电压输出，这会导致电源体积增大及电路复杂性增加。随着专用集成DC-DC控制芯片的发展，非隔离式负电压开关电源因其结构简单、体积小巧而在电子测量设备中越来越受欢迎。因此，对这类电源的研究具有重要的实用价值。 传统的非隔离负电压开关电源主要有两种电路拓扑（如图1和图2所示）。根据图3的滤波输出电容充电电流波形可以看出，在相同电感峰值电流的情况下，采用图2结构可以得到更小输出纹波的负电压，并且其负载能力也更强。然而，由于图2中的开关器件需要连接到电源的负极，这使得控制电路比图1更为复杂，因此目前市场上尚未实现这种电路结构。
     
  • 基于Simulink的锂电池恒压充放电仿真：结合直接转矩控制驱动电机和双向DC-DC电路的应用研究
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    本研究运用Simulink平台，开展锂电池恒压充放电仿真，并将其应用于直接转矩控制驱动电机及双向DC-DC变换器系统中，旨在优化电池管理系统性能。 本段落探讨了使用Simulink仿真技术实现锂电池的恒压放电与横流充电，并结合直接转矩控制驱动永磁同步电机及双向DC/DC电路的应用研究。通过该仿真，可以验证在特定条件下锂电池能够进行恒压放电和横流充电，同时采用直接转矩控制方法可以使电动机保持稳定的运行速度。 关键词：Simulink仿真；锂电池；双向DC/DC电路；恒压放电；横流充电；直接转矩控制；永磁同步电机。