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基于PWM技术的DC/DC变换器在电源技术中的应用

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简介：
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。

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  • 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。
     
  • 基于Simulink的Buck-Boost DC-DC变换器仿真电路在电力电子技术中的应用
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    本研究利用Simulink软件构建了Buck-Boost直流-直流转换器的仿真模型，并探讨其在电力电子技术领域的应用，为高效能电源设计提供理论支持。 电力电子技术中的DC-DC Buck-Boost仿真电路可以用于学习。相关资料可以在网络上找到。
     
  • 半桥式PWM DC/DC转换在电源技术中的工作原理
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    本文章介绍了半桥式脉宽调制（PWM）直流-直流（DC/DC）转换器的工作机制及其在现代电源技术领域中的应用，深入探讨了其效率与稳定性。 图1展示了输出为全波整流电路的半桥式PWM DC/DC转换器的主要电路及其关键工作波形。该电路实际上是两个正激式PWM DC/DC转换器的组合，每个正激式转换器的输入电压相同，输出电压均为U。变压器初级绕组匝数记作W1，而两个次级绕组的匝数相等，即W21=W22=W2，因此初次级绕组的匝数比K等于W1/W2。图中虚线框内表示的是变压器漏感LLk，在分析时假设LLk=0。 当开关管V1导通时，变压器初级绕组上的电压为UAB。由于次级绕组感应电动势“x”端表现为正极性，所以整流二极管D会开始工作。
     
  • 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。
     
  • 电源技术中双管正激式(Switches Forward) PWM DC/DC转换器
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    本简介探讨了双管正激式PWM DC/DC转换器在电源技术中的应用，分析其工作原理、设计特点及效率优势。 双管正激式PWM DC/DC转换器的主电路如图1所示，其变压器次级电路与单管正激式转换器相同，但初级绕组则与两个开关管V1和V2串联连接。在PWM脉冲的作用下，这两个开关管同时导通或关断。每个开关管和初级绕组之间并联了一个续流二极管D3和D4，在开关管V1和V2关闭时，变压器的储能可以通过这些二极管回馈到直流输入电源中释放。因此，双管正激式PWM DC/DC转换器无需额外磁复位措施即可正常工作。此外，这两个二极管还起到电压钳制的作用，将开关管V1和V2承受的最大电压限制在输入电压Ui的水平。 有的文献称这种电路为混合桥式（Hybrid Bridge）电路。其中，开关管V1与D3以及V2与D4分别构成了一对并联连接组合。
     
  • DC-DC Cuk变换器在Simulink中的电力电子技术仿真电路
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    本研究探讨了使用MATLAB Simulink软件对DC-DC Cuk变换器进行电力电子技术仿真的方法，构建其模型并分析性能。 电力电子技术中的DC-DC Cuk仿真电路可以用于学习参考。相关资料可以在网上找到。
     
  • 扩展DC/DC转换器应用的耦合电感技术
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    本文章探讨了在DC/DC转换器中使用耦合电感技术的最新进展及其对提高效率、减小尺寸和改善性能方面的影响。 最近，许多电感制造商相继推出了批量生产的耦合电感产品。这种耦合电感由两个缠绕在同一磁芯上的独立线圈组成，在尺寸上与单个电感器相近，仅在高度上有轻微差异，并且能够提供相等的电感值。相比之下，购买一个耦合电感通常比单独采购两个相同规格的传统电感更具成本效益。 此外，耦合电感支持多种连接方式：可以串联或并联使用；亦可作为变压器应用。本段落将重点探讨如何利用这种元件构建四种常见的DC/DC转换器电路配置，以满足不同应用场景的需求。
     
  • 电源技术中DC-DC正激变换器的次级有源箝位电路
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    本研究探讨了在电源技术领域中，针对DC-DC正激变换器设计的一种次级有源箝位电路。该电路旨在提高转换效率和稳定性，减少电磁干扰，适用于高性能电子设备中的电力供应系统。 摘要：本段落介绍了一种新型的DC-DC正激变换器次级有源箝位电路。该设计不仅能将变压器漏感能量无损耗地转移到负载上，还能显著降低次级功率二极管的电压应力。文中详细分析了其在一个周期内的工作原理及相关理论，并展示了2.8kW DC-DC变换器的实际实验结果和波形。 1 前言 图1显示的是正激变换器的次级拓扑结构电路，其中VD1为整流二极管，VD2是续流二极管，Lf代表输出滤波电感，Cf则是输出滤波电容。当初级开关导通时，VD1会导通而VD2截止，此时能量从初级转移到负载；一旦初级开关断开，则VD1关闭且VD2开启，使得滤波电感电流通过VD2续流以维持电路运作。然而，在理想状态下描述的这种工作模式忽略了功率二极管反向恢复特性和变压器漏感的影响。实际上，当这些因素被考虑进去时，能量转移的过程会更加复杂。
     
  • 基于MC34063的电源技术DC-DC设计
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    本项目介绍了一种采用MC34063芯片实现高效DC-DC转换的设计方案，适用于多种电压变换需求。 当使用MC34063或IRM03A集成电路构建标准的DC-DC转换器时，可以实现以下三种典型电路：极性反转、升压以及降压。对于这些外围元件参数的自动计算方法是，在左中部框中输入所需的参数后点击“进行计算并且刷新电路图”按钮，系统将自动生成所有相关元件的具体数值和标准电路图纸，从而简化设计过程并提高效率。 需要注意的是，如果设定的参数超出MC34063的工作极限范围，则会弹出警告窗口提示用户调整这些值。特别地，在输入极性反转电压时，请在指定数字前加上负号表示反向输出，例如-5V。 这种集成电路适用于多种DC到DC电源变换应用场合，并且具有价格实惠、易于采购的特点。具体来说，其效率分别为：极性反转最高可达65%，升压模式下可以达到90%的峰值效率，而降压模式则为80%左右。
     
  • PWM DC/DC转换器在电源技术中确保输出电压恒定（Uo=常数）
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    本研究探讨了PWM DC/DC转换器的工作原理及其在现代电源系统中的应用，着重分析其调节机制以维持恒定的输出电压。 当Do为常数且Du等于0.5时，ILfG达到最大值ILfG max；而当Du为1/3时，IoG则达到其最大值IoG max。 图示展示了电感电流临界连续的边界曲线：曲线上方表示电感电流处于连续状态区域，下方则是断续区。具体来说，图（a）显示了在Ui保持不变的情况下输出电压Uo随着占空比Du的变化而变化时形成的边界曲线；图（b）则展示了当Uo固定时输入电压Ui随占空比Du的变动所构成的边界曲线。 根据这些图表可以发现，在多数情况下电感电流不连续的现象较为普遍。特别是在特定条件下，几乎在整个占空比Du可调范围内，电感电流都呈现断续状态。在这样的断续状态下，当开关管V导通时存储于Lf中的磁能会在其关断期间通过升压二极管D完全转移至输出端。 如果Bccst采用升压式PWM，则上述描述同样适用。