内容概要:本文深入探讨了非隔离双向DC-DC Buck-Boost变换器的工作原理及其在Matlab/Simulink环境下的仿真建模方法。文中详细描述了变换器的主电路和控制电路设计,特别是采用了电压外环电流内环的双闭环控制方式来确保系统在不同工作状态下的稳定性。具体来说,在正向运行时,直流电压源可以为蓄电池提供恒流恒压充电;而在反向运行时,蓄电池能放电以维持直流侧电压稳定。通过一系列仿真实验,验证了所提模型的有效性和可靠性。 适合人群:对电力电子系统有兴趣的研究人员和技术爱好者,尤其是那些希望深入了解非隔离双向DC-DC变换器以及掌握Matlab/Simulink仿真技能的人士。 使用场景及目标:适用于需要评估或改进非隔离双向DC-DC变换器性能的研究项目;也可用于教学环境中帮助学生更好地理解相关理论知识并培养实际操作能力。 其他说明:文中提供的仿真模型不仅有助于理解变换器的基本运作机制,还为进一步探索其性能优化和控制策略奠定了坚实的基础。
2025-06-02 22:12:48 344KB
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【单端反激AC-DC-DC电源设计】是一种常见的电力电子转换技术,适用于小功率应用,例如在10W的范围内。这种电源设计涉及从交流(AC)输入转换为直流(DC)输出,然后再次转换为另一直流电压,以满足特定设备的需求。在本课程设计中,学生需设计一个输入为220V/50Hz三相交流,输出为20V直流,纹波系数小于5%,功率为10W的电源。 设计过程中包括以下几个关键步骤: 1. **主电路设计**:主电路是电源的核心,通常包括输入环节、功率变换电路和控制驱动保护电路。输入环节需要处理浪涌电流和瞬态电压,通常采用限流电阻、热敏电阻或压敏电阻等元件。功率变换电路常采用单端反激拓扑,通过变压器实现能量的隔离和调整。 2. **控制方案设计**:控制方案主要关注如何精确调节输出电压。常见的方法是脉宽调制(PWM),分为电压控制模式和峰值电流控制模式。电压控制模式简单易调试,但瞬态响应较慢,可采用电压前馈模式增强响应速度。峰值电流控制模式则适用于电流波动较大的情况。 3. **滤波参数设计**:滤波器的选择和设计至关重要,它们用于减少输出电压的纹波,确保输出稳定。这通常涉及电容和电感的选择,需要根据电源规格和性能要求进行计算。 4. **MATLAB/Simulink仿真**:利用仿真软件建立闭环系统模型,可以预估电源的工作性能,测试不同工况下的稳定性,为实际硬件搭建提供依据。 5. **仿真结果分析**:通过仿真,分析输出电压、电流、效率等参数,验证设计方案的可行性和优化潜力。 在单端反激电源中,变压器同时扮演着升压或降压的角色,其工作状态在开关器件导通和截止之间切换。当开关器件导通时,变压器储存能量;当开关器件截止,变压器释放能量至负载,实现电压转换。保护电路则确保电源在异常条件下不会受损,如过压、欠压、过流和过温保护。 设计此类电源不仅要求理论知识,还涉及到实践技能,包括电路设计、元器件选择和仿真工具的熟练运用。通过这个课程设计,学生能够深入理解电力电子设备的工作原理,并掌握实际电源设计的基本流程。
2025-05-20 15:38:46 669KB 电力电子 单端反激 电源设计 AC-DC
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电动汽车车载充电机 (OBC) 与车载 DC/DC 转换器技术 一、高性能电动汽车车载充电机(OBC) 电路 二、双向充电机(Bi-OBC )技术方案 三、车载DC/DC 转换器电路拓扑比较 四、充电桩电力电子变换器 电动汽车车载充电机(OBC,On-Board Charger)与车载DC/DC转换器是现代电动汽车电能管理系统中的关键组件,它们对于车辆的高效运行和电池寿命有着重要影响。本篇文章将详细探讨这两个技术领域的核心概念、工作原理以及相关应用。 一、高性能电动汽车车载充电机(OBC) 车载充电机是电动汽车从电网获取电能并将其转化为适合电池组使用的直流电的设备。高性能的OBC通常具备高效率、快速充电和高功率密度的特点。它们通常由交流输入、功率转换模块、控制电路和安全保护功能组成。OBC的设计要考虑电网适应性,如电压波动、频率漂移等,以及符合国家和地区的电气安全标准。 二、双向充电机(Bi-OBC)技术方案 双向充电机不仅能够为电池充电,还能将电池的电能反馈到电网或为车载电器供电,实现车辆到家庭(V2H)或车辆到电网(V2G)的功能。这种技术提高了电动汽车在能源管理中的灵活性,有助于平衡电网负荷,促进可再生能源的利用。Bi-OBC的关键技术包括双向功率流控制、动态功率分配和精确的电压、电流控制。 三、车载DC/DC转换器电路拓扑比较 车载DC/DC转换器主要用于将电池的高压直流电转换为低压直流电,供给车辆的低压电器系统,如照明、空调、仪表盘等。常见的电路拓扑有 buck、boost、buck-boost 和 Cuk 等。每种拓扑都有其特定的优势和适用场景,例如,buck 拓扑适用于降压,boost 拓扑用于升压,而 buck-boost 和 Cuk 拓扑则能实现升压或降压。选择合适的拓扑需考虑转换效率、体积、成本及稳定性等因素。 四、充电桩电力电子变换器 充电桩作为电动汽车充电基础设施的重要组成部分,其电力电子变换器负责将电网的交流电转换为直流电,通过连接线缆传输到电动汽车的OBC进行充电。变换器的设计需要考虑高效率、高可靠性、低谐波污染、动态响应快等特点,并且需要支持不同充电标准,如CCS、CHAdeMO、GB/T等。 这些技术与光伏逆变、风能逆变、电机驱动和工业电源等领域紧密相关。例如,电动汽车充电技术的发展借鉴了可再生能源领域的电力转换技术,以实现更高效、更环保的能源利用。同时,电机驱动技术的进步也推动了OBC和DC/DC转换器的效率提升。工业电源领域的成熟技术为电动汽车充电设备提供了稳定、可靠的电源解决方案。 总结来说,电动汽车车载充电机和车载DC/DC转换器是电动汽车电气化过程中的核心技术,它们的性能直接影响到电动汽车的使用体验和能源效率。随着新能源汽车市场的快速发展,这些技术将持续演进,为未来的电动汽车提供更加智能化、绿色化的电能管理方案。
2025-05-12 14:35:40 10.35MB 工业电源
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内容概要:本文详细介绍了基于STM32F334C8T6的四开关Buck-Boost双向DC-DC电源设计方案。涵盖了硬件选型、电路设计、代码实现以及仿真的全过程。硬件方面,重点讨论了H桥MOS管布局、LC滤波器选择、保护机制设计等;软件方面,则深入探讨了HRTIM定时器配置、模式切换逻辑、PI控制器应用及保护机制实现。文中提供了详细的代码片段和仿真模型,确保设计的高效性和稳定性。 适合人群:从事电源设计的工程师和技术爱好者,特别是对双向DC-DC转换器感兴趣的读者。 使用场景及目标:适用于需要高效率、双向能量流动的电源应用场景,如新能源储能、电池充放电管理等。目标是帮助读者掌握四开关Buck-Boost拓扑的工作原理及其在实际项目中的应用。 其他说明:文章不仅提供了完整的硬件设计报告和代码实现,还包括详细的仿真模型和参数计算,有助于读者全面理解和优化设计。此外,文中还分享了许多调试技巧和实践经验,对于提高设计成功率非常有帮助。
2025-05-05 14:53:16 2.28MB
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储能蓄电池与Buck-Boost双向DC-DC变换器Simulink仿真模型研究:放电电压电流双闭环控制与充电单电流环策略,储能蓄电池与Buck-Boost双向DC-DC变换器Simulink仿真模型研究:放电电压电流双闭环控制与充电单电流环策略,储能蓄电池+buckboost双向DC-DC变器Simulink仿真模型 放电电压电流双闭环 充电单电流环 ,储能蓄电池; buckboost; 双向DC-DC变换器; Simulink仿真模型; 放电电压电流双闭环; 充电单电流环。,基于储能蓄电池的Buck-Boost双向DC-DC变换器Simulink仿真模型研究
2025-05-05 14:02:21 696KB 数据仓库
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交错并联型DC-DC变换器:三台Boost变换器电压电流双闭环控制策略研究,交错并联型DC-DC变换器的Boost变换器电压电流闭环控制策略分析,交错并联型 DC-dc变器 两台 boost 变器交错并联的电压电流闭环控制 三台 boost 变器交错并联型电压电流双闭环控制 ,交错并联型DC-DC变换器; 电压电流闭环控制; 三台boost变换器; 双闭环控制。,交错并联DC-DC变换器:双闭环控制三台Boost变换器 在电力电子领域,直流到直流(DC-DC)变换器是实现电压转换的关键技术,广泛应用于电源管理系统和电子设备中。其中,交错并联型DC-DC变换器由于其能够降低电流纹波、提高功率密度、改善动态响应等优势,成为研究的热点。本文主要探讨了交错并联型DC-DC变换器中Boost变换器的电压电流双闭环控制策略。 Boost变换器是一种升压型DC-DC变换器,广泛应用于需要提高电压的场合。在多台Boost变换器进行交错并联工作时,由于各单元在时间上错开工作,可以有效减小输入和输出电流的纹波,改善系统的稳定性和动态响应性能。为了实现这一优势,必须对每台Boost变换器的电压和电流进行精确控制。 电压电流双闭环控制策略是指在系统中同时对电压和电流两个变量进行闭环反馈控制。在Boost变换器中,电流控制环通常用于实现快速的负载变化响应,而电压控制环则负责维持输出电压的稳定。通过合理的双闭环控制策略,可以实现变换器的快速动态响应和稳定的输出电压,同时抑制各种扰动,提高变换器的整体性能。 在三台Boost变换器交错并联的配置中,控制策略的实现更为复杂。需要设计一种能够协调三台变换器工作状态的控制算法,确保在不同的负载和输入条件下,每台变换器都能高效稳定地工作。这通常涉及到复杂的控制算法设计,例如PID控制、模糊控制或者基于模型的预测控制等。 此外,对于两台Boost变换器交错并联的情况,虽然控制策略相对简单,但同样需要保证两台变换器之间的同步,以及与主控制系统的有效通信。在实际应用中,需要考虑变换器的驱动电路、控制电路以及功率元件的选择和配置。 技术分析表明,随着电力电子技术的发展,交错并联型变换器在控制策略和系统性能方面都有了显著的提升。采用先进的控制算法和功率电子元件可以进一步优化变换器的性能,例如通过数字化控制实现更精确的参数调节和故障诊断功能。 交错并联型DC-DC变换器及其双闭环控制策略的研究对于提高电源转换效率、降低纹波、增强系统稳定性和可靠性具有重要意义。随着电力电子技术的不断进步,未来交错并联型DC-DC变换器将会在工业和消费电子产品中扮演更加重要的角色。
2025-04-24 16:28:49 1022KB
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本文讨论了基于分布式控制的DC/DC变换器并联系统自动交错方案,该方案旨在实现并联DC/DC变换器的交错运行,同时在模块数量变化时自动调整,保持交错运行状态。分布式控制能够有效提升系统的灵活性与可靠性,且不使用交错线实现交错,避免了系统风险。 我们要了解什么是DC/DC变换器。DC/DC变换器是一种电力电子设备,用于将一个直流电压转换为另一个不同水平的直流电压。这种变换器在电源管理中非常关键,广泛应用于工业自动化、通信设备、计算机以及电动汽车等领域。根据控制方式的不同,DC/DC变换器有多种类型,比如降压(BUCK)、升压(BOOST)、升降压(BUCK-BOOST)等。 并联系统指的是多个相同的电源模块并联运行,以提供更大的输出功率和更好的负载分配。并联系统的优势在于它可以提供冗余、提高系统的容错能力,并且便于系统扩展。当并联系统中的模块数量变化时,为了保证每个模块的输出电压和电流波形相互协调,减少波形干扰,就需要交错运行技术。 传统交错运行控制方案通常采用集中式控制,有一个独立的控制单元来同步各个模块的开关动作,从而减少电压和电流纹波。但是,集中式控制的缺点在于它对控制单元的可靠性要求很高,一旦控制单元出现问题,整个系统可能会失效。此外,集中式控制难以应对模块数量的变化,不便于系统的模块化设计。 相对于集中式控制方案,分布式控制方案最大的特点就是不需要交错线,各模块间无额外连接,这有利于模块化设计,从而提高了系统的灵活性和可靠性。在分布式控制中,各模块自行调整其开关频率与相位,以实现交错运行。为了实现这种控制,本文提出的方案包括了脉冲整形单元、异地时钟获取环节、锁相环电路以及PWM控制信号发生电路。 脉冲整形单元负责处理主电路反馈的信号,提取并整形出系统开关信号。异地时钟获取环节通过处理不同模块的脉冲信号来获得系统时钟,而锁相环电路则用来实现模块间时钟信号的相位同步。PWM控制信号发生电路则根据系统时钟和反馈信号,生成PWM控制信号来控制变换器的开关动作。 此外,文中还提到了实验验证。通过一个三模块并联DC/DC电源系统的实验,验证了该自动交错方案的可行性。实验结果证明,该方案确实可以实现各模块的交错运行,保持系统在模块数量变化时的稳定性和可靠性。 在电子技术领域,开发板是开发和测试电子项目的常用工具。ARM开发板是指使用ARM架构处理器的开发板。在实验中,ARM开发板可以被用来实现控制系统的设计与测试,比如控制电路的PWM信号发生电路。 总结来说,基于分布式控制的DC/DC变换器并联系统自动交错方案,通过创新的控制策略和电路设计,成功实现了无交错线的交错控制,降低了系统复杂度,提高了灵活性和可靠性。这一技术进步对于提高电力电子系统的性能和效率具有重要意义,对于构建高效、可靠和灵活的电源管理解决方案有着实际的应用价值。
2025-04-24 16:26:35 326KB
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提出一种交错控制双Boost型变换器,其包含有2个Boost单元,对应开关管的驱动信号相位差180°。对其在1个开关周期内的6种开关模态的开关通断情况和主要电压、电流的变化情况进行了详细介绍,并对变换器的性能特点进行了深入分析。实验结果表明该变换器具有以下特点:控制简单可靠,有现成的控制芯片可用;有源和无源器件都能实现软开关,不增加开关的电流、电压应力;与传统的Boost型DC/DC变换器相比,在输入、输出条件相同的情况下,输入电感和输出电容都可以减小,这是因为其输入电感电流和输出电压纹波频率都为开关频率的2倍,达到了倍频的效果。
2025-04-22 15:57:12 965KB
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设计要求:(禁止使用集成模块) ①输入电压:18DCV ②输出电压:5-24V连续可调  ③最大输出电流:2A(@output 18V) ④电源效率:>70% 关键字:LM317;Boost升压电路;PWM控制;可调直流稳压电源 知识点: 1. 可调直流稳压电源的工作原理与应用 可调直流稳压电源是一种提供可调输出电压的电源设备,它能根据负载需要进行电压调节,保持输出电压的稳定性。在本文中,设计了一种直流稳压电源系统,它通过先升压后稳压的方式实现功能。 2. 设计要求分析 该设计要求输入电压为18DCV,输出电压范围在5-24V之间,并能连续调节。同时,要求最大输出电流为2A,且电源效率应大于70%。为了满足这些要求,设计中不能使用集成模块。 3. Boost升压电路 Boost升压电路是用于提升电压水平的电路结构。在本设计中,使用了Boost开关电源将18V直流电压提升至30V,以满足后续电路对较高电压的需求。 4. PWM控制 PWM控制即脉冲宽度调制技术,通过调整脉冲宽度来控制功率,进而调节电压。PWM技术在本设计中被应用于控制Boost电路,以实现精确的电压提升。 5. LM317线性电源 LM317是一款广泛使用的线性稳压器,可提供正电压输出。本文中,LM317被用于将30V直流电压调整至5V至24V之间,通过调节输出分压电阻实现输出电压的连续可调。 6. 过载与过热保护 LM317还具备过载和过热保护功能,这是电源设计中十分重要的安全特性。这两个保护机制能够防止电路因过载或温度过高而损坏。 7. 系统总体设计方案 系统设计方案包括方案论证、系统总体设计说明以及工作原理的详细阐述。这涉及对电路的结构设计,例如,首先利用Boost升压电路进行电压提升,随后通过LM317实现稳定输出电压的调整。 8. 系统测试与制造 设计的系统需要经过制造和硬件测试两个环节,确保系统按照设计要求工作。这涉及到电路板的制造过程以及对系统性能的测试验证。 9. PWM芯片与推挽电路 PWM芯片在本设计中用于控制Boost升压电路,实现精准的脉冲控制。推挽电路作为功率输出的一部分,提供给负载稳定的直流电压。 知识点总结: 本文介绍了一种可调直流稳压电源的设计方案,详细阐述了如何通过Boost升压电路和LM317线性电源实现特定范围内的可调直流电压输出。设计中包含了PWM控制以实现电压的精确调节,并考虑到了电路的安全保护。系统设计方案通过理论分析和硬件测试,确保设计目标的实现,同时也为相关领域的研究人员和工程师提供了设计直流稳压电源时的参考。
2025-04-21 22:07:16 873KB 课程设计 直流稳压电源
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基于Matlab Simulink的DC-DC电路Buck-Boost转换器设计:fs=20kHz,电感电容参数优化,小信号建模与闭环控制系统仿真结果,Matlab Simulink DC-DC电路Buck与Boost转换器设计:电感电容参数优化、小信号建模与闭环控制系统仿真结果,Matlab simulinkDC DC电路buck、boost,要求fs=20kHz, 输入电压自定,输出侧接负载或电网。 基本要求: 1)设计电路电感、电容参数,要求电感电流纹波、电容电压纹波不超过±10%; 2)建立该电路的小信号模型; 3)利用波特图法设计闭环控制系统结构和参数; 4)Matlab仿真结果。 ,核心关键词:Matlab; Simulink; DC-DC电路; Buck-Boost; 参数设计; 纹波; 小信号模型; 闭环控制系统; 波特图法; 仿真结果。,Matlab Simulink DC-DC Buck-Boost电路设计与仿真
2025-04-19 13:15:50 1.46MB
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