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电源拓扑

  • 1V30A输出应用新型同步整流驱动方案的正反激电路的研究.rar

    随着数字集成电路技术的不断发展,数字集成电路的供电电源-电压调节模块(VRM)也有了新的发展趋势:输出功率越来越大、输出电压越来越低、输出电流越来越大。因此,对低输出电压、大输出电流的VRM及其相关技术的研究在最近几年受到广泛的关注。 本文以36V-72V输入、1V/30A输出的VRM为研究对象,对VRM电路拓扑进行分类和比较,筛选出正反激拓扑为主电路,并详细研究了针对正反激拓扑的新型同步整流驱动方案。首先,分析了在软开关环境下,有源筘位正反激电路的详细工作过程;其次,介绍了同步整流技术的概念,对同步整流驱动方案进行了分类,筛选出适用于正反激拓扑的新型同步整流驱动方案,并详细分析了该驱动电路的工作原理;再次,介绍了有源箝位正反激电路主要元件的设计方法,介绍了新型同步整流驱动电路的设计要点,并给出设计实例;最后,对电路仿真,并制作了一台36V-72V输入、1V/30A输出的实验样机,验证了研究结果和设计方案。

    标签: 1V30A 输出 同步整流

    上传时间: 2013-06-16

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  • 软开关PWM双向DCDC变换器的研究.rar

    随着电力电子技术的迅速发展,双向DC/DC变换器的应用日益广泛。尤其是软开关技术的出现,使双向DC/DC变换器不断朝着高效化、小型化、高频化和高性能化的方向发展,软开关技术的应用可以降低双向DC/DC变换器的开关损耗,提高变换器的工作效率,为变换器的高频化提供可能性,从而减小变换器的体积,提高变换器的动态性能。双向DC/DC变换器在直流不停电电源系统、航空电源系统、电动汽车等车载电源系统、直流功率放大器以及蓄电池储能等场合都得到了广泛的应用。 本论文首先在研究硬开关的缺陷上,提出软开关技术;然后在研究双向DC/DC变换器的基本工作原理的基础上,对双向DC/DC变换器的应用及软开关双向DC/DC变换器的几种拓扑结构进一步阐述;把软开关技术和双向DC/DC变换器技术有机地结合在一起,提出一种新型的双向DC/DC变换器的拓扑结构。该双向DC/DC变换器的降压变换电路采用移相控制ZVSPWMDC/DC变换器;升压变换电路采用Boost升压和推挽式升压两种变换器相结合的两级升压的新型变换器。 在分别对移相控制ZVSPWMDC/DC变换器和Boost推挽式DC/DC变换器的工作原理进行分析研究的基础上,使用PSpice9.2计算机仿真软件对变换器的主电路进行仿真和分析,验证该新型双向DC/DC变换器的拓扑结构设计的正确性和可行性。

    标签: DCDC PWM 软开关

    上传时间: 2013-04-24

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  • 本质安全型单端反激变换器的分析与设计.rar

    应用于煤矿、石化等易燃易爆环境的电子设备必须满足防爆的要求,本质安全型是最佳的防爆形式。本质安全型开关电源具有重量轻、体积小、制造工艺简单、成本低、安全性能高等优点,因而具有广阔的发展前景。单端反激变换器是开关变换器的一种基本的拓扑结构,在实际中应用比较广泛,因此对单端反激变换器进行本质安全特性分析是本质安全开关电源设计的重要基础。本质安全型开关变换器的设计,主要是对变换器中的储能元件进行设计,即变换器中的电感和输出滤波电容进行设计。 本文对变换器的静态特性进行了深入分析,指出反激变换器存在三种工作模式:CISM-CCM、IISM-CCM和DCM:得出了变换器工作在整个动态范围内的最大输出纹波电压、最大电感电流和最大输出短路释放能量。对单端反激变换器的本质安全特性进行了分析,得出输出本质安全型单端反激变换器的非爆炸判断方法,并通过安全火花试验装置对变换器进行爆炸性试验,验证了输出本安判据的正确性。得出输出本质安全型单端反激变换器的设计方法,以同时满足输出纹波电压和输出本安要求作为约束条件,得到了本质安全型单端反激变换器电感、电容参数的设计范围。给出了具体实例,并进行仿真和试验研究,仿真和实验结果验证了理论分析的正确性和设计方法的可行性。

    标签: 本质安全 单端反激

    上传时间: 2013-06-25

    上传用户:水中浮云

  • LLC谐振DCDC变换器的研究.rar

    随着信息技术的发展,通信和计算机等领域的DC/DC电源变换技术在电源行业占有很重要的市场。为了能满足电源系统良好的性能和可靠性,分布电源系统(DPS)被广泛应用于电信、计算机等领域。DPS具有模块化,可靠性和维护性等优点。 本文讨论了软开关技术的种类和发展趋势,介绍了三种传统的软开关谐振变换器,通过理论分析和仿真,总结了三种传统谐振变换器的优缺点。在此基础上,设计了一种新型的LLC串联谐振变换器。此变换器可实现原边开关管在零电压条件下开通、输出端的整流管零电流条件下关断,因而可实现极高的转换效率。由于电路充分地利用了变压器的励磁电感和开关管的寄生参数,可使变换器在宽输入电压范围和全负载下实现软开关。此外,利用变压器漏感和功率MOS管的寄生电容进行谐振,可有效地降低输出整流管的电压应力,提高抗EMI的性能。因此,在相同的设计规格下,LLC谐振变换器可以选取电压和电流等较低的功率开关管和整流二极管,进而减小开发成本。 结合PSPICE仿真和实验调试,论文详细介绍了LLC串联谐振变换器工作原理,详细讨论了谐振参数、输入电压和负载对变换器性能的影响;根据参数设计步骤和特性分析,设计了LLC串联谐振变换器各组成电路;最后设计了24V/8A-200KHz的DC/DC电源模块,通过实验,其结果验证了该拓扑在全负载下均能实现软开关,效率高等良好特性。

    标签: DCDC LLC 谐振

    上传时间: 2013-05-20

    上传用户:dialouch

  • LCC谐振变换器在大功率高输出电压场合的应用研究.rar

    高压直流电源广泛应用于医用X射线机,工业静电除尘器等设备。传统的工频高压直流电源体积大、重量重、变换效率低、动态性能差,这些缺点限制了它的进一步应用。而高频高压直流电源克服了前者的缺点,已成为高压大功率电源的发展趋势。本文对应用在高输出电压大功率场合的开关电源进行研究,对主电路拓扑、控制策略、工艺结构等方面做出详细讨论,提出实现方案。 高压变压器由于匝比很大,呈现出较大的寄生参数,如漏感和分布电容,若直接应用在PWM变换器中,漏感的存在会产生较高的电压尖峰,损坏功率器件,分布电容的存在会使变换器有较大的环流,降低了变换器的效率。本文选用具有电容型滤波器的LCC谐振变换器为主电路拓扑,它可以利用高压变压器中漏感和分布电容作为谐振元件,减少了元件的数量,从而减小了变换器的体积。 LCC谐振变换器采用变频控制策略,可以工作在电感电流连续模式(CCM)和电感电流断续模式(DCM),本文对这两种工作模式进行详细讨论。针对CCM下的LCC谐振变换器,本文分析其工作原理,用基波近似法推导出变换器的稳态模型,给出一种详尽的设计方法,可以保证所有开关管在全负载范围内实现零电压开关,减小电流应力和开关频率的变化范围,并进行仿真验证。基于该变换器,研制出输出电压为41kV,功率为23kW的高频高压电源,实验结果验证了分析与设计的正确性。 针对DCM下的LCC谐振变换器,本文分析其工作原理,该变换器可以实现零电流开关,有效地减小IGBT拖尾电流造成的关断损耗。论文通过电路状态方程推导出变换器的电压传输比特性,在此基础上对主电路参数进行设计,并进行仿真验证。基于该变换器,研制出输出电压为66kV,功率为72kW的高频高压电源,实验结果表明了方案的可行性。

    标签: LCC 谐振变换器 大功率

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:edrtbme

  • 50V50A移相全桥ZVSDCDC变换器的设计.rar

    随着通讯技术和电力系统的发展,对通讯用电源和电力操作电源的性能、重量、体积、效率和可靠性都提出了更高的要求。而应用于中大功率场合的全桥变换器与软开关的结合解决了这一问题。因此,对其进行研究设计具有十分重要的意义。 首先,论文阐述PWM DC/DC变换器的软开关技术,且根据移相控制PWM全桥变换器的主电路拓扑结构,选定适合于本论文的零电压开关软开关技术的电路拓扑,并对其基本工作原理进行阐述,同时给出ZVS软开关的实现策略。 其次,对选定的主电路拓扑结构进行电路设计,给出主电路中各参量的设计及参数的计算方法,包括输入、输出整流桥及逆变桥的器件的选型,输入整流滤波电路的参数设计、高频变压器及谐振电感的参数设计以及输出整流滤波电路的参数设计。 然后,论述移相控制电路的形成,对移相控制芯片进行选择,同时对移相控制芯片UC3875进行详细的分析和设计。对主功率管MOSFET的驱动电路进行分析和设计。 最后,基于理论计算,对系统主电路进行仿真,研究其各部分设计的参数是否合乎实际电路。搭建移相控制ZV SDC/DC全桥变换器的实验平台,在系统实验平台上做了大量的实验。 实验结果表明,论文所设计的DC/DC变换器能很好的实现软开关,提高效率,使输出电压得到稳定控制,最后通过调整移相控制电路,可实现直流输出的宽范围调整,具有很好的工程实用价值。

    标签: ZVSDCDC 50V50A 移相全桥

    上传时间: 2013-08-04

    上传用户:zklh8989

  • 基于DSP的三相有源功率因数校正研究与设计.rar

    工业领域中需要大量的AC/DC整流电源。随着现代电力电子技术的不断发展,人们曰益意识到低功率因数整流系统造成了谐波污染和电网公害。因此消除电网谐波污染,提高功率因数,成为整流系统的发展趋势。由于中大功率的电力电子设备在电网中占很大的比重,因此高功率因数的三相整流器的研究已成为当今国内外研究的一大热点。 随着数字控制技术的不断发展,越来越多的控制策略通过数字信号处理器(DSP)得以实现。数字控制的特有优点:简化硬件电路,克服了模拟电路中参数温度漂移的问题,控制灵活且易实现先进控制等,使得所设计的电源产品不仅性能可靠,且易于大批量生产,从而降低了开发周期。因此,数字化控制电源已成为当今于开关电源产品设计的潮流。 本文首先给出了几种常见的三相功率因数校正方案,并对其进行了比较和分析,在前面的基础上提出了:三相三开关三电平拓扑结构和双闭环控制的策略结合的三相PFC系统。紧接着介绍了DSP芯片的特点及其在电力电子装置中的应用,首先介绍目前DSP芯片的发展,通过比较选定了TI公司的TMSLF2407芯片作为本文的处理芯片,而后基于对TMSLF2407芯片的内部资源和该芯片数字式PWM信号产生的原基于DSP的三相有源功率因数校正研究与设计理的分析,提出了三相PFC的数字化解决方案。在第四章中介绍了基于DSP数字控制的PFC的总体设计方案,电路所采用的是基于平均电流方案的双闭环控制策略。内环通过瞬时值控制获得快速的动态性能,保证输出畸变率较低,外环使用输出电压的瞬时值控制,具有较高的输出精度。本文最后应用仿真软件MATLAB中的SIMULINK对系统进行仿真,验证控制策略的可行性,并有助于系统主电路和控制电路的设计。对于三相变换器这种复杂的非线性系统,需要模拟、数字信号混合仿真,仿真比较难以实现。一是因为模型难以建立二是即使建立起一个模型,由于电路复杂,仿真软件也未必能保证其收敛性。所以经过简化,利用MATLAB中的SIMULINK构建了变换器的电压模型,用于验证设计方法和设计参数的正确性。

    标签: DSP 三相 有源功率因数校正

    上传时间: 2013-05-31

    上传用户:wengtianzhu

  • 手持设备中升压DCDC转换器可靠性设计

    电池作为手持设备中的电源,通常直接给升压DC/DC 转换器供电。由于升压DC/DC 转化器本身拓扑结构的缺陷,从电池到负载始终有一条电流通路,如图1 所示。一旦负载短路到地(GND),短路产生

    标签: DCDC 手持设备 升压 可靠性设计

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:mopdzz

  • 基于ARM控制的新型零电压零电流全桥DCDC变换器的研制

    软开关技术是电力电子装置向高频化、高功率密度化发展的关键技术,已成为现代电力电子技术研究的热点之一。微处理器的出现促进了电力电子变换器的控制技术从传统的模拟控制转向数字控制,数字控制技术可使控制电路大为简化,并能提高系统的抗干扰能力、控制灵活性、通用性以及智能化程度。本文提出了一种利用耦合输出电感的新型次级箝位ZVZCS PWM DC/DC变换器,其反馈控制采用数字化方式。 论文分析了该新型变换器的工作原理,推导了变换器各种状态时的参数计算方程;设计了以ARW芯片LPC2210为核心的数字化反馈控制系统,通过软件设计实现了PWM移相控制信号的输出;运用Pspice9.2软件成功地对变换器进行了仿真,分析了各参数对变换器性能的影响,并得出了变换器的优化设计参数;最后研制出基于该新型拓扑和数字化控制策略的1千瓦移相控制零电压零电流软开关电源,给出了其主电路、控制电路、驱动电路、保护电路及高频变压器等的设计过程,并在实验样机上测量出了实际运行时的波形。 理论分析与实验结果表明:该变换器拓扑能实现超前桥臂的零电压开关,滞后桥臂的零电流开关;采用ARM微控制器进行数字控制,较传统的纯模拟控制实时反应速度更快、电源稳压性能更好、外围电路更简单、设计更灵活等,为实现智能化数字电源创造了基础,具有广泛的应用前景和巨大的经济价值。

    标签: DCDC ARM 控制 全桥

    上传时间: 2013-08-03

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  • 高速PCB基础理论及内存仿真技术(经典推荐)

    第一部分 信号完整性知识基础.................................................................................5第一章 高速数字电路概述.....................................................................................51.1 何为高速电路...............................................................................................51.2 高速带来的问题及设计流程剖析...............................................................61.3 相关的一些基本概念...................................................................................8第二章 传输线理论...............................................................................................122.1 分布式系统和集总电路.............................................................................122.2 传输线的RLCG 模型和电报方程...............................................................132.3 传输线的特征阻抗.....................................................................................142.3.1 特性阻抗的本质.................................................................................142.3.2 特征阻抗相关计算.............................................................................152.3.3 特性阻抗对信号完整性的影响.........................................................172.4 传输线电报方程及推导.............................................................................182.5 趋肤效应和集束效应.................................................................................232.6 信号的反射.................................................................................................252.6.1 反射机理和电报方程.........................................................................252.6.2 反射导致信号的失真问题.................................................................302.6.2.1 过冲和下冲.....................................................................................302.6.2.2 振荡:.............................................................................................312.6.3 反射的抑制和匹配.............................................................................342.6.3.1 串行匹配.........................................................................................352.6.3.1 并行匹配.........................................................................................362.6.3.3 差分线的匹配.................................................................................392.6.3.4 多负载的匹配.................................................................................41第三章 串扰的分析...............................................................................................423.1 串扰的基本概念.........................................................................................423.2 前向串扰和后向串扰.................................................................................433.3 后向串扰的反射.........................................................................................463.4 后向串扰的饱和.........................................................................................463.5 共模和差模电流对串扰的影响.................................................................483.6 连接器的串扰问题.....................................................................................513.7 串扰的具体计算.........................................................................................543.8 避免串扰的措施.........................................................................................57第四章 EMI 抑制....................................................................................................604.1 EMI/EMC 的基本概念..................................................................................604.2 EMI 的产生..................................................................................................614.2.1 电压瞬变.............................................................................................614.2.2 信号的回流.........................................................................................624.2.3 共模和差摸EMI ..................................................................................634.3 EMI 的控制..................................................................................................654.3.1 屏蔽.....................................................................................................654.3.1.1 电场屏蔽.........................................................................................654.3.1.2 磁场屏蔽.........................................................................................674.3.1.3 电磁场屏蔽.....................................................................................674.3.1.4 电磁屏蔽体和屏蔽效率.................................................................684.3.2 滤波.....................................................................................................714.3.2.1 去耦电容.........................................................................................714.3.2.3 磁性元件.........................................................................................734.3.3 接地.....................................................................................................744.4 PCB 设计中的EMI.......................................................................................754.4.1 传输线RLC 参数和EMI ........................................................................764.4.2 叠层设计抑制EMI ..............................................................................774.4.3 电容和接地过孔对回流的作用.........................................................784.4.4 布局和走线规则.................................................................................79第五章 电源完整性理论基础...............................................................................825.1 电源噪声的起因及危害.............................................................................825.2 电源阻抗设计.............................................................................................855.3 同步开关噪声分析.....................................................................................875.3.1 芯片内部开关噪声.............................................................................885.3.2 芯片外部开关噪声.............................................................................895.3.3 等效电感衡量SSN ..............................................................................905.4 旁路电容的特性和应用.............................................................................925.4.1 电容的频率特性.................................................................................935.4.3 电容的介质和封装影响.....................................................................955.4.3 电容并联特性及反谐振.....................................................................955.4.4 如何选择电容.....................................................................................975.4.5 电容的摆放及Layout ........................................................................99第六章 系统时序.................................................................................................1006.1 普通时序系统...........................................................................................1006.1.1 时序参数的确定...............................................................................1016.1.2 时序约束条件...................................................................................1063.2 高速设计的问题.......................................................................................2093.3 SPECCTRAQuest SI Expert 的组件.......................................................2103.3.1 SPECCTRAQuest Model Integrity .................................................2103.3.2 SPECCTRAQuest Floorplanner/Editor .........................................2153.3.3 Constraint Manager .......................................................................2163.3.4 SigXplorer Expert Topology Development Environment .......2233.3.5 SigNoise 仿真子系统......................................................................2253.3.6 EMControl .........................................................................................2303.3.7 SPECCTRA Expert 自动布线器.......................................................2303.4 高速设计的大致流程...............................................................................2303.4.1 拓扑结构的探索...............................................................................2313.4.2 空间解决方案的探索.......................................................................2313.4.3 使用拓扑模板驱动设计...................................................................2313.4.4 时序驱动布局...................................................................................2323.4.5 以约束条件驱动设计.......................................................................2323.4.6 设计后分析.......................................................................................233第四章 SPECCTRAQUEST SIGNAL EXPLORER 的进阶运用..........................................2344.1 SPECCTRAQuest Signal Explorer 的功能包括:................................2344.2 图形化的拓扑结构探索...........................................................................2344.3 全面的信号完整性(Signal Integrity)分析.......................................2344.4 完全兼容 IBIS 模型...............................................................................2344.5 PCB 设计前和设计的拓扑结构提取.......................................................2354.6 仿真设置顾问...........................................................................................2354.7 改变设计的管理.......................................................................................2354.8 关键技术特点...........................................................................................2364.8.1 拓扑结构探索...................................................................................2364.8.2 SigWave 波形显示器........................................................................2364.8.3 集成化的在线分析(Integration and In-process Analysis) .236第五章 部分特殊的运用...............................................................................2375.1 Script 指令的使用..................................................................................2375.2 差分信号的仿真.......................................................................................2435.3 眼图模式的使用.......................................................................................249第四部分:HYPERLYNX 仿真工具使用指南............................................................251第一章 使用LINESIM 进行前仿真.......................................................................2511.1 用LineSim 进行仿真工作的基本方法...................................................2511.2 处理信号完整性原理图的具体问题.......................................................2591.3 在LineSim 中如何对传输线进行设置...................................................2601.4 在LineSim 中模拟IC 元件.....................................................................2631.5 在LineSim 中进行串扰仿真...................................................................268第二章 使用BOARDSIM 进行后仿真......................................................................2732.1 用BOARDSIM 进行后仿真工作的基本方法...................................................2732.2 BoardSim 的进一步介绍..........................................................................2922.3 BoardSim 中的串扰仿真..........................................................................309

    标签: PCB 内存 仿真技术

    上传时间: 2014-04-18

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