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一种新型磁集成高增益耦合电感倍压Boost变换器 被引量:24
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作者 李洪珠 刘飞扬 +1 位作者 刘艳 李洪璠 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第S02期450-460,共11页
提出一种新型磁集成高增益耦合电感倍压Boost变换器,该变换器由两个带耦合电感单元的Boost拓扑电路组合而成,两个开关管工作方式相同,通过改变两个耦合电感的匝数比提升变换器电压增益。分析耦合电感在不同模态下的等效电感和其对变换... 提出一种新型磁集成高增益耦合电感倍压Boost变换器,该变换器由两个带耦合电感单元的Boost拓扑电路组合而成,两个开关管工作方式相同,通过改变两个耦合电感的匝数比提升变换器电压增益。分析耦合电感在不同模态下的等效电感和其对变换器工作状态的影响;给出变换器主要工作波形和各模态等效电路;推导变换器电压增益的表达式;分析开关管和二极管电压与电流应力;为减小电感电流纹波对两个耦合电感单元进行磁集成,并给出磁集成后电感电流纹波表达式。建立耦合电感漏感模型并推导漏感对变换器电压增益影响的表达式。分析结果表明,变换器具有电压增益较高、开关管电压应力较低、电感电流纹波较小等优点。通过实验验证了理论分析的正确性。 展开更多
关键词 高增益 耦合电感 直流变换器 磁集成 电流纹波
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损耗最小化输出滤波电感的设计 被引量:18
2
作者 任小永 姚凯 +1 位作者 旷建军 阮新波 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第27期84-88,共5页
在开关电源中,输出滤波电感有储能和平滑滤波输出电压的重要作用。传统设计方法是以临界连续电流为依据根据经验选取输出滤波电感值。这种方法的缺点是没有严格考虑输出电感上电流脉动对变换器的影响,而电感电流脉动量直接影响输出电压... 在开关电源中,输出滤波电感有储能和平滑滤波输出电压的重要作用。传统设计方法是以临界连续电流为依据根据经验选取输出滤波电感值。这种方法的缺点是没有严格考虑输出电感上电流脉动对变换器的影响,而电感电流脉动量直接影响输出电压的质量、输出电感的制作及电源整体工作的可靠性。该文基于电感电流脉动对变换器的影响,提出了一种损耗最小化的输出电感设计方法,并以Buck变换器为例进行了实验验证。 展开更多
关键词 输出滤波电感 脉动电流 损耗最小化
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基于Sepic的单开关高增益DC/DC变换器 被引量:10
3
作者 赵世伟 高双 丁杰 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第6期82-90,共9页
为解决传统耦合电感型升压变换器电压增益低、输入电流纹波大等缺点。将传统的Sepic变换器与耦合电感、开关电容两种电压增益提升单元组合,提出了一种新型的高增益变换器。该变换器在提高电压增益的基础上削弱了MOS管漏、源极间于振荡... 为解决传统耦合电感型升压变换器电压增益低、输入电流纹波大等缺点。将传统的Sepic变换器与耦合电感、开关电容两种电压增益提升单元组合,提出了一种新型的高增益变换器。该变换器在提高电压增益的基础上削弱了MOS管漏、源极间于振荡所产生的电压尖峰,并且保留了Sepic变换器输入电流连续的优点,适合应用在可再生能源系统中。首先利用耦合电感替换Sepic变换器中的输出电感,随后引入开关电容单元与无源箝位电路,增加电压增益的同时还解决了漏感问题,漏感能量得到了循环利用,从而进一步提高了变换器效率。详细分析了该新型高增益变换器的工作原理,并且在实验室构建了一台额定功率为200 W的实验样机,实验结果成功验证了所提变换器原理分析的正确性与可行性。 展开更多
关键词 SEPIC变换器 耦合电感 开关电容 高增益 电流纹波 电压尖峰
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耦合电感在交错并联Boost变换器中的应用研究 被引量:5
4
作者 李季 李洪珠 《长春工业大学学报》 CAS 2007年第4期382-386,共5页
将反向耦合电感应用于交错并联Boost变换器,分析了耦合电感的耦合系数对交错并联Boost变换器电流纹波和动态响应的影响,给出了反向耦合电感集成磁件的设计方法,并作了仿真及实验研究。结果表明,稳态电流纹波与动态响应是一对矛盾,耦合... 将反向耦合电感应用于交错并联Boost变换器,分析了耦合电感的耦合系数对交错并联Boost变换器电流纹波和动态响应的影响,给出了反向耦合电感集成磁件的设计方法,并作了仿真及实验研究。结果表明,稳态电流纹波与动态响应是一对矛盾,耦合系数越小,输出电流纹波越小,但动态响应越慢,耦合电感交错并联Boost变换器对耦合电感的设计要根据变换器的输出性能综合考虑。 展开更多
关键词 耦合电感 交错变换器 耦合度 电流纹波 动态响应
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一种具有零纹波输出的高增益耦合电感Boost变换器 被引量:7
5
作者 荣德生 王宁 孙瑄瑨 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期129-136,共8页
为解决传统DC-DC变换器增益较低、电压应力较大等缺点,通过研究,以传统Boost变换器为基础,加入C-L-D倍压单元,并引入耦合电感倍压结构,提出一种具有零纹波输出特性的高升压变换器。变换器中C-D结构在进行倍压的同时还可作为钳位支路来... 为解决传统DC-DC变换器增益较低、电压应力较大等缺点,通过研究,以传统Boost变换器为基础,加入C-L-D倍压单元,并引入耦合电感倍压结构,提出一种具有零纹波输出特性的高升压变换器。变换器中C-D结构在进行倍压的同时还可作为钳位支路来吸收引入耦合电感所产生的漏感,减少器件的堆叠以降低成本,此外电容与输出电感形成的单独回路使得输出电流不仅连续且具有零纹波特性。分析变换器的工作原理,对比不同变换器的电气性能,给出各项实验设计参数,搭建原型电路,通过实验与理论进行验证。 展开更多
关键词 高增益 耦合电感 BOOST变换器 漏感 零纹波 无源钳位
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一种新型磁集成二次型开关电感单元 被引量:7
6
作者 荣德生 孙瑄瑨 +1 位作者 刘飞杨 宁博 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第4期131-140,共10页
为了提高变换器的电压增益,根据二次型Boost变换器的工作原理,总结出一种二次型开关电感单元,该单元消除了结构中由于电容产生的电流冲击同时提高了单元倍压能力。分析了其工作原理,通过磁集成的方式减小其电流纹波和体积重量,并给出二... 为了提高变换器的电压增益,根据二次型Boost变换器的工作原理,总结出一种二次型开关电感单元,该单元消除了结构中由于电容产生的电流冲击同时提高了单元倍压能力。分析了其工作原理,通过磁集成的方式减小其电流纹波和体积重量,并给出二次型开关电感的拓展结构。结合现下常用的两种开关电感单元,对5种传统变换器中的储能电感进行替换,推导了各个变换器的电压增益公式并进行对比分析,二次型开关电感具有更强的倍压能力。为验证二次型开关电感单元的原理以及磁集成设计的正确性,以传统Boost变换器替换二次型开关电感为例,对该变换器的各项性能进行分析。通过仿真软件进行仿真验证,对理论分析与仿真数据进行实验验证。 展开更多
关键词 电压增益 二次型Boost变换器 开关电感 磁集成 电流纹波
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基于耦合电感的零纹波高增益组合式Sepic变换器 被引量:4
7
作者 张钟 徐玉珍 《电器与能效管理技术》 2021年第11期73-79,84,共8页
高增益直流变换器是新能源发电技术中实现并网的重要环节。为得到较高电压增益,提出了一种基于耦合电感的零纹波高增益组合式Sepic变换器。根据Sepic拓扑结构进行改进并集成,形成组合式Sepic拓扑,并引入耦合电感提升增益,实现了较小占... 高增益直流变换器是新能源发电技术中实现并网的重要环节。为得到较高电压增益,提出了一种基于耦合电感的零纹波高增益组合式Sepic变换器。根据Sepic拓扑结构进行改进并集成,形成组合式Sepic拓扑,并引入耦合电感提升增益,实现了较小占空比下较大电压增益。通过两个电感耦合与参数的合理设置,变换器近似实现输入电流零纹波。最后,搭建了1台输入电压48 V、输出电压400 V、额定功率100 W的实验样机。实验结果与理论研究结果相符,验证了理论分析的正确性。 展开更多
关键词 新能源发电 SEPIC变换器 耦合电感 零纹波 高增益
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Boost PFC整流器中输入高频纹波电流峰值的计算以及升压电感量的确定 被引量:3
8
作者 陈亚宁 《电源世界》 2002年第7期39-41,共3页
本文指出了一些文献在确定BOOST型PFC整流器中升压电感的电流峰值时出现的偏差,详细推导出输入纹波电流最大峰峰值的计算式,并提出了一种新的按纹波电流最大峰峰值与工频电流峰值之比的电感量设计方法。
关键词 PFC整流器 升压电感 高频 电流纹波 峰峰值 纹波比例
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交错并联Buck中耦合电感的设计 被引量:3
9
作者 李祥忠 朱彬 +1 位作者 王善良 卢俊龙 《电子设计工程》 2014年第15期116-118,121,共4页
针对开关电源系统对功率密度等级不断提高的要求,为进一步发挥交错并联技术的优势,本文以减小输出电流纹波和改善动态特性为目标,对大占空比条件下交错并联Buck电路中的耦合电感进行了详细分析和计算。通过软件仿真验证,得出了耦合系数... 针对开关电源系统对功率密度等级不断提高的要求,为进一步发挥交错并联技术的优势,本文以减小输出电流纹波和改善动态特性为目标,对大占空比条件下交错并联Buck电路中的耦合电感进行了详细分析和计算。通过软件仿真验证,得出了耦合系数和占空比对电路性能的具体影响,耦合系数的取值应尽量接近-1,从而为耦合电感的设计提供了理论依据。 展开更多
关键词 交错并联 耦合电感 开关电源 电流纹波
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基于PFC变换器的非线性电感的设计研究 被引量:2
10
作者 严开沁 李竹筠 陈乾宏 《电工电能新技术》 CSCD 北大核心 2013年第3期1-6,115,共7页
铁粉芯电感由于其高频损耗较低、饱和磁密高、气隙分布均匀等优点,在功率因数校正场合得到了广泛应用,但其非线性特性,也给电感的分析与设计带来了一定的困难。本文结合一台Boost PFC变换器,从纹波电流入手,给出了非线性电感的设计,并... 铁粉芯电感由于其高频损耗较低、饱和磁密高、气隙分布均匀等优点,在功率因数校正场合得到了广泛应用,但其非线性特性,也给电感的分析与设计带来了一定的困难。本文结合一台Boost PFC变换器,从纹波电流入手,给出了非线性电感的设计,并由此反推出磁芯选择依据的物理原理。为明确不同情况下电感的工作点,着重分析了该变换器中电感纹波电流与输入电压的关系。最后,利用回转器-电容仿真模型对电感进行建模,通过仿真和实验,证明了所建仿真模型和纹波电流分析结果的正确性。 展开更多
关键词 非线性电感 纹波电流 回转器-电容模型 仿真
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带耦合电感的交错并联断续Buck变换器研究 被引量:2
11
作者 贾月朋 李陆军 +1 位作者 崔景安 穆增汉 《通信电源技术》 2017年第3期4-8,共5页
Buck变换器广泛应用于飞机、火车、汽车等辅助电源系统中。通常这些场合的电源系统具有高功率、大电流的特点,导致变换器损耗较大、效率不高,EMI问题严重。针对这些问题,文中提出了一种带耦合电感的交错并联断续Buck变换器设计方法,首... Buck变换器广泛应用于飞机、火车、汽车等辅助电源系统中。通常这些场合的电源系统具有高功率、大电流的特点,导致变换器损耗较大、效率不高,EMI问题严重。针对这些问题,文中提出了一种带耦合电感的交错并联断续Buck变换器设计方法,首先分析了耦合系数对电流纹波和动态性能的影响,其次给出了耦合电感参数设计方法,最后进行了仿真实验研究。结果表明,通过合理的设计,耦合电感能够改善电路的稳态和动态性能,同时降低了损耗,提高了电路的效率。 展开更多
关键词 耦合电感 交错并联Buck变换器 耦合系数 电流纹波 动态响应
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一种新型准Z源直流变换器的研究 被引量:2
12
作者 雷适 郭小定 +1 位作者 韦文祥 陈驰 《国外电子测量技术》 2020年第11期61-65,共5页
针对风电系统、太阳能发电等清洁能源系统中输出电压低、波动大的不足,提出了一种新型准Z源(Quasi-Z)直流变换器,将开关电感、准Z源单元与SEPIC电路改进组合而成。在研究了新型Quasi-Z源直流变换器拓扑模型的基础上,进一步介绍并分析了... 针对风电系统、太阳能发电等清洁能源系统中输出电压低、波动大的不足,提出了一种新型准Z源(Quasi-Z)直流变换器,将开关电感、准Z源单元与SEPIC电路改进组合而成。在研究了新型Quasi-Z源直流变换器拓扑模型的基础上,进一步介绍并分析了变换器的工作原理以及详细推导电压增益,并进行了电感、电容的参数计算,然后通过仿真平台搭建了几种变换器的增益数学模型,以及新型DC/DC变换系统模型,验证了理论分析的正确性,且与其他几种调压电路增益进行比较,结果表明,新型准Z源的DC/DC直流变换器在低占空比下具有更高的增益比。 展开更多
关键词 准Z源网络 开关电感 DC/DC变换 电压增益 波纹
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Zeta型电子束焊机高压稳定电源的纹波抑制与稳压 被引量:1
13
作者 莫金海 林伟 陶辉 《现代电子技术》 北大核心 2019年第5期115-118,123,共5页
在传统的电子束焊机电源系统中,由于开关电源自身的原因,存在较高的固有高纹波输出电压特点,导致电子束焊机电源系统的输出电压不稳定。为此,采用耦合电感技术,设计了一种Zeta型变换器为主电路的电子束焊机的电源系统,其原理是将耦合电... 在传统的电子束焊机电源系统中,由于开关电源自身的原因,存在较高的固有高纹波输出电压特点,导致电子束焊机电源系统的输出电压不稳定。为此,采用耦合电感技术,设计了一种Zeta型变换器为主电路的电子束焊机的电源系统,其原理是将耦合电感技术与Zeta型变换器相结合,合理分配Zeta变换器中的两耦合电感的耦合程度来抑制纹波。同时,采用PI控制-前馈控制构成的复合控制器提高电源系统的控制精度和输出稳定精度。PLECS软件仿真结果表明,该系统不仅抑制输出电压纹波效果十分明显,而且还具备输出电压稳压精度高、动态特性好和工作可靠等特点,验证了理论推导的正确性。 展开更多
关键词 电子束焊机 耦合电感 Zeta型变换器 纹波抑制 复合控制 高压稳定电源
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准Z源逆变器耦合电感电流纹波抑制及电热分析 被引量:1
14
作者 刘平 何敏杰 黄守道 《湖南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期74-80,共7页
准Z源逆变器拥有一个独特的阻抗网络将电源和变换电路相耦合,并具有特殊的升降压功能.电感是其阻抗网络中的核心元件,在设备中占有较大比重,使用耦合电感能显著减小其尺寸和重量.本文提出了一种耦合电感的新型设计方案以减小准Z源逆变... 准Z源逆变器拥有一个独特的阻抗网络将电源和变换电路相耦合,并具有特殊的升降压功能.电感是其阻抗网络中的核心元件,在设备中占有较大比重,使用耦合电感能显著减小其尺寸和重量.本文提出了一种耦合电感的新型设计方案以减小准Z源逆变器的输入电流纹波,重点分析了耦合电感的损耗以及温升问题,给出了磁芯与绕组损耗以及热的解析表达式.基于Ansys有限元软件搭建了多物理域联合仿真模型以及搭建了一台6 kW的准Z源逆变器样机进行仿真与试验验证. 展开更多
关键词 准Z源逆变器 耦合电感 电流纹波 损耗 电热分析
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耦合电感在交错并联断续Buck变换器中的应用研究 被引量:1
15
作者 卢迪 姚国顺 +1 位作者 李陆军 陈辉 《通信电源技术》 2012年第6期7-9,12,共4页
文中将耦合电感应用于断续Buck变换器,分析了耦合系数对电流纹波和动态性能的影响,给出了参数设计方法,并进行了仿真实验研究。结果表明,通过合理的设计,耦合电感能够改善电路的稳态和动态性能,同时降低了损耗,提高了电路的效率。
关键词 耦合电感 交错并联Buck变换器 耦合系数 电流纹波 动态响应
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基于耦合电感的低纹波数字DC/DC电源 被引量:1
16
作者 胡杰 张东来 王骞 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2009年第12期66-67,70,共3页
针对数字开关电源比模拟电源输出纹波大的问题,介绍了一种降低数字开关电源输出纹波的有效途径。利用耦合电感滤波网络,达到低纹波的要求,同时不会破坏原开关电源的动态性能。基于AFS600混合信号FPGA搭建了数字DC/DC电源平台,实现了片... 针对数字开关电源比模拟电源输出纹波大的问题,介绍了一种降低数字开关电源输出纹波的有效途径。利用耦合电感滤波网络,达到低纹波的要求,同时不会破坏原开关电源的动态性能。基于AFS600混合信号FPGA搭建了数字DC/DC电源平台,实现了片上控制系统。实验证明,输出纹波得到了有效抑制,纹波降低了50%。 展开更多
关键词 直流电源 耦合电感 数字 低纹波
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磁集成开关电感Sepic变换器研究 被引量:1
17
作者 李洪珠 罗兴渊 +1 位作者 张理 李洪璠 《电源学报》 CSCD 北大核心 2021年第5期15-24,共10页
为了提高传统非隔离变换器的电压增益、开关频率和功率密度,同时减小电感的电流纹波和变换器的体积重量,将磁集成开关电感技术应用到传统的Sepic变换器中,提出了磁集成开关电感Sepic变换器。采用开关电感结构替换传统Sepic变换器中的电... 为了提高传统非隔离变换器的电压增益、开关频率和功率密度,同时减小电感的电流纹波和变换器的体积重量,将磁集成开关电感技术应用到传统的Sepic变换器中,提出了磁集成开关电感Sepic变换器。采用开关电感结构替换传统Sepic变换器中的电感能够有效提高变换器的电压增益;采用磁集成技术能够减小变换器电感支路的电流纹波。通过模态分析推导获得了电压增益表达式,给出了电感耦合度的设计准则;分析了磁集成开关电感Sepic变换器的开关管电压应力,得出相应的结论;给出了磁集成开关电感Sepic变换器集成磁件设计方案及设计方法。最后通过PISM仿真系统和实验样机,对变换器进行仿真模拟实验验证,结果验证了理论分析的正确性。 展开更多
关键词 开关电感 SEPIC变换器 磁集成 电流纹波
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基于耦合电感的四相交错Buck变换器研究
18
作者 谢海兵 李志忠 贺鸿 《通信电源技术》 2014年第4期1-4,8,共5页
基于耦合电感的四相交错Buck变换器是由4个同步Buck变换器通过磁耦合技术并联组成。在分析其工作原理、软开关条件以及设计耦合电感的基础上,以TMS320F28035作为控制核心,搭建了一台16 kW的实验样机。实验结果表明,该变换器在移相(PS)PW... 基于耦合电感的四相交错Buck变换器是由4个同步Buck变换器通过磁耦合技术并联组成。在分析其工作原理、软开关条件以及设计耦合电感的基础上,以TMS320F28035作为控制核心,搭建了一台16 kW的实验样机。实验结果表明,该变换器在移相(PS)PWM控制策略下,开关管电流应力小,电流纹波明显减小,可在全负载范围内实现零电压开关(ZVS),适用于低压大电流、大功率应用场合。 展开更多
关键词 同步Buck 零电压 耦合电感 电流纹波
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Buck型变换电路元件参数选择分析研究
19
作者 朱高中 《河南科学》 2019年第7期1038-1042,共5页
介绍了Buck变换电路的工作原理,探讨了Buck变换电路电感元件和电容选择的原则,根据不同的电感值,分析了电感电流三种不同的工作状态,并给出了三种不同状态的仿真分析,经仿真验证,三种状态仿真结果和理论分析一致.对于电容值选取,在考虑... 介绍了Buck变换电路的工作原理,探讨了Buck变换电路电感元件和电容选择的原则,根据不同的电感值,分析了电感电流三种不同的工作状态,并给出了三种不同状态的仿真分析,经仿真验证,三种状态仿真结果和理论分析一致.对于电容值选取,在考虑纹波电压的情况下,分析了电容值的选取原则,并计算出纹波电压和电容值之间关系式,最后根据设定的参数值给出了纹波电压的仿真波形图,验证了电容值和纹波电压关系的正确性.直流变换电路元件参数分析为开关电源电路设计提供了新的指导方法. 展开更多
关键词 元件参数 电感电流 纹波电压
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零纹波Cuk变换器双环控制系统设计
20
作者 赵艺伟 朱忠尼 +1 位作者 宋庆国 祁承超 《空军预警学院学报》 2017年第4期284-288,共5页
为了解决常用开关电源输出纹波较大的问题,尤其是因整流而产生的二倍工频纹波所带来的影响,提出了带平均电流内环和电压外环的零纹波Cuk变换器的双环控制系统设计.首先按照Cuk升压变换器主电路基本工作参数,设计并选取了相应的主电路元... 为了解决常用开关电源输出纹波较大的问题,尤其是因整流而产生的二倍工频纹波所带来的影响,提出了带平均电流内环和电压外环的零纹波Cuk变换器的双环控制系统设计.首先按照Cuk升压变换器主电路基本工作参数,设计并选取了相应的主电路元件参数;然后根据带耦合电感的零纹波Cuk变换器的小信号模型,对该变换器的控制系统进行了具体设计;最后在Matlab/Simulink环境下搭建了仿真实验平台.仿真结果表明该控制系统可实现输出电流低纹波,从而验证了该控制系统设计的合理性. 展开更多
关键词 耦合电感 CUK变换器 双环控制 零纹波
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