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三电平Buck变换器输出纹波电压畸变机理分析
1
作者 皇金锋 曹哲 +2 位作者 王健 张世欣 韩梦祺 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期673-682,共10页
交错控制三电平Buck变换器受功率开关器件寄生参数的影响,输出电压纹波及电感电流纹波不仅发生了畸变,且纹波电压大小和忽略寄生参数的纹波电压存在较大误差。因此,深入分析了交错控制三电平Buck变换器输出纹波电压畸变机理,建立了考虑... 交错控制三电平Buck变换器受功率开关器件寄生参数的影响,输出电压纹波及电感电流纹波不仅发生了畸变,且纹波电压大小和忽略寄生参数的纹波电压存在较大误差。因此,深入分析了交错控制三电平Buck变换器输出纹波电压畸变机理,建立了考虑功率开关器件寄生参数的电感电流纹波、输出纹波电压的数学模型。在此基础上进行了实验验证,实验结果表明,功率开关器件的寄生参数是导致输出纹波电压波形畸变以及与理想模型产生较大误差的主要原因,验证了理论分析的正确性。所得结论可为三电平Buck变换器的变换器参数设计提供理论指导。 展开更多
关键词 三电平 BUCK变换器 纹波电压 寄生参数 畸变机理
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Super-Boost变换器的工作模式及输出纹波电压分析
2
作者 皇金锋 韩梦祺 《电源学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期11-21,共11页
Super-Boost变换器代替传统的充、放电模块可大大减小电源的质量和体积,提高其功率密度,因此在空间电力系统中具有广阔的应用前景。但由于Super-Boost变换器有多个功率元件,且存在电感电流反向流动特性,导致其供能模式及输出纹波电压较... Super-Boost变换器代替传统的充、放电模块可大大减小电源的质量和体积,提高其功率密度,因此在空间电力系统中具有广阔的应用前景。但由于Super-Boost变换器有多个功率元件,且存在电感电流反向流动特性,导致其供能模式及输出纹波电压较传统Boost变换器复杂。为了给Super-Boost变换器的分析和设计提供正确的理论指导,对Super-Boost变换器供能模式及输出纹波电压进行了深入研究。研究发现,电感L_(1)和L_(2)均存在连续导电模式、伪连续导电模式和伪断续导电模式等工作模式,建立各工作模式的临界电感和输出纹波电压解析数学模型,探讨峰值电流与电感间的关系,得到了满足设计要求的最小电容和最小电感,据此给出了变换器参数设计方法,实验结果验证了理论分析的正确性。 展开更多
关键词 Super-Boost变换器 工作模式 临界电感 输出纹波电压 参数设计
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混合型MMC器件损耗分布与电容纹波电压综合优化方法
3
作者 路茂增 苏田田 +2 位作者 赵艳雷 韩文超 张厚升 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2024年第11期157-163,共7页
针对现有全桥-半桥混合型模块化多电平换流器(MMC)控制难以兼顾逆变工况下半桥子模块下部绝缘栅双极晶体管(简称半桥子模块中T2管)损耗降低与电容纹波电压抑制的问题,提出半桥子模块中T2管损耗降低及电容纹波电压抑制的综合优化方法。... 针对现有全桥-半桥混合型模块化多电平换流器(MMC)控制难以兼顾逆变工况下半桥子模块下部绝缘栅双极晶体管(简称半桥子模块中T2管)损耗降低与电容纹波电压抑制的问题,提出半桥子模块中T2管损耗降低及电容纹波电压抑制的综合优化方法。分析电容电荷对半桥子模块中T2管损耗及电容纹波电压的影响路径,指出半桥子模块中T2管通态损耗降低与电容纹波电压抑制间的矛盾。计及2倍频环流注入,分析模组解耦与主动旁路控制间的相互作用。考虑主动旁路控制降低半桥子模块中T2管损耗的优势及模组解耦控制抑制电容纹波电压的能力,提出模组平均开关函数及主动旁路半桥子模块个数的设计原则,并给出整体控制框图。在MATLAB/Simulink及PLECS中建立仿真模型,仿真结果表明:在调制比取0.827及单位功率因数下,相比主动旁路控制,所提方法可使半桥子模块中T2管损耗与电容纹波电压分别降低约20%和28%。 展开更多
关键词 混合型MMC 器件损耗分布 电容纹波电压 模组解耦控制 主动旁路
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新能源汽车准快速充电装置抑制纹波电压方法研究 被引量：1
4
作者 周旭 《价值工程》 2024年第12期104-107,共4页
本文主要研究增加有源电力滤波器功能的新能源汽车准快速充电装置。分析增大新能源汽车交流充电装置充电功率后,充电器内纹波电压产生的机理以及危害。通过在充电装置内并联有源电力滤波器的方式,通过低通滤波器提取纹波电压后补偿抑制... 本文主要研究增加有源电力滤波器功能的新能源汽车准快速充电装置。分析增大新能源汽车交流充电装置充电功率后,充电器内纹波电压产生的机理以及危害。通过在充电装置内并联有源电力滤波器的方式,通过低通滤波器提取纹波电压后补偿抑制充电时产生的纹波电流。通过模拟测试后的结果分析,可以有效降低纹波电压的产生。 展开更多
关键词 纹波电压 有源电力滤波器 充电装置 抑制 补偿
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Boost变换器的能量传输模式及输出纹波电压分析 被引量：68
5
作者 刘树林 刘健 +1 位作者 杨银玲 赵新毅 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第5期119-124,共6页
分析了Boost变换器在开关关断期间的能量传输模式,根据流经电感的最小电流与输出电流的比较,将其分为完全电感供能模式(CISM)和不完全电感供能模式(IISM),得出了CISM和IISM的临界电感和临界条件。指出工作在连续导电模式(CCM)的Boost变... 分析了Boost变换器在开关关断期间的能量传输模式,根据流经电感的最小电流与输出电流的比较,将其分为完全电感供能模式(CISM)和不完全电感供能模式(IISM),得出了CISM和IISM的临界电感和临界条件。指出工作在连续导电模式(CCM)的Boost变换器,既可能工作在CISM也可能工作在IISM;而在不连续导电模式(DCM)的Boost变换器,必定工作在IISM。指出对于给定负载、电容和开关频率的BoostDC-DC变换器,CCM-CISM模式的输出纹波电压最小且与电感无关;CCM-IISM模式的输出纹波电压较大且随电感减小而增大;DCM模式的输出纹波电压最大且亦随电感减小而增大;CISM和IISM的临界电感即为使得变换器的输出纹波电压最低的最小电感。文中给出了实例,并用实验结果验证了理论分析的正确性。 展开更多
关键词 电力电子 BOOST变换器 DC-DC变换器 临界电感 输出纹波电压 分析 设计
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Buck DC/DC变换器的输出纹波电压分析及其应用 被引量：56
6
作者 刘树林 刘健 +1 位作者 寇蕾 钟久明 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第2期91-97,共7页
为使Buck变换器以较小的电感达到期望的输出纹波电压指标并满足本质安全要求,在输入电压?负载构成的平面上,按电感的取值将Buck变换器划分成四个工作区域,求出其在各个区域的输出纹波电压极大值;指出在变换器输出电流最大的情况下,如果... 为使Buck变换器以较小的电感达到期望的输出纹波电压指标并满足本质安全要求,在输入电压?负载构成的平面上,按电感的取值将Buck变换器划分成四个工作区域,求出其在各个区域的输出纹波电压极大值;指出在变换器输出电流最大的情况下,如果电感的取值使得变换器在输入电压最低时处于连续导电模式(CCM),而在输入电压最高时处于不连续导电模式(DCM),则输出纹波电压极大值最高;最小负载电阻和最高输入电压所对应的CCM和DCM的临界电感,即为整个工作范围内使输出纹波电压极大值最低的最小电感。实验结果验证了理论分析的正确性。 展开更多
关键词 BUCK变换器 DC/DC变换器 输出纹波电压
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Buck-Boost变换器的能量传输模式及输出纹波电压分析 被引量：24
7
作者 刘树林 刘健 钟久明 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期838-843,共6页
根据电感电流最小值与输出电流的比较,将Buck-Boost变换器的能量传输模式(ETM)分为完全电感供能模式(CISM)和不完全电感供能模式(IISM),得出了CISM和IISM的临界条件和临界电感.将电感电流最小值与零和输出电流进行比较,得出Buck-Boost... 根据电感电流最小值与输出电流的比较,将Buck-Boost变换器的能量传输模式(ETM)分为完全电感供能模式(CISM)和不完全电感供能模式(IISM),得出了CISM和IISM的临界条件和临界电感.将电感电流最小值与零和输出电流进行比较,得出Buck-Boost变换器存在三种工作模式,即CISM、不完全电感供能且连续导电模式(IISM-CCM)和不完全电感供能且不连续导电模式(IISM-DCM).推导出了变换器工作于三种模式时的输出纹波电压表示式,指出对于给定负载、电容和开关频率的Buck-Boost变换器,CISM的输出纹波电压最小且与电感无关,而IISM-CCM和IISM-DCM的输出纹波电压较大且随电感减小而增大.CISM和IISM的临界电感即为使得变换器的输出纹波电压最低的最小电感.文中给出实例,实验结果与理论分析一致,但因未考虑器件参数输出纹波电压略高于理论分析值,实验结果验证了理论分析的正确性. 展开更多
关键词 BUCK-BOOST变换器 能量传输模式 临界电感 输出纹波电压
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Boost变换器的输出纹波电压分析与最小电感设计 被引量：19
8
作者 刘树林 刘健 陈勇兵 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期707-711,716,共6页
为了便于Boost变换器的小型化、集成化设计以及满足本质安全的要求,根据电感电流最小值的差别,将其分为完全电感供能模式(CISM)、不完全电感供能且连续导电模式(IISM-CCM)和不完全电感供能且不连续导电模式(IISM-DCM).对3种模式的输出... 为了便于Boost变换器的小型化、集成化设计以及满足本质安全的要求,根据电感电流最小值的差别,将其分为完全电感供能模式(CISM)、不完全电感供能且连续导电模式(IISM-CCM)和不完全电感供能且不连续导电模式(IISM-DCM).对3种模式的输出纹波电压进行了分析,得出了最大输出纹波电压.指出在给定的工作范围内,最小负载电阻和最低输入电压所对应的CISM和IISM的临界电感,即为使得最大输出纹波电压最低的最小电感,且最大输出纹波电压的极小值与电感无关.实验结果表明:当最小电感接近理论值278μH时,最大输出纹波电压取得极小值;当电感大于该值时,输出纹波电压保持不变;当电感小于该值时,输出纹波电压随电感的减小而增加.实验结果验证了理论分析的正确性. 展开更多
关键词 BOOST变换器 临界电感 输出纹波电压 最小电感
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考虑滤波电容ESR的Boost变换器输出纹波电压畸变机理及精确建模 被引量：6
9
作者 皇金锋 李林鸿 +2 位作者 董锋斌 张鹏超 刘树林 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第16期5326-5336,共11页
Boost变换器由于受元件寄生参数的影响,输出纹波电压存在多种畸变波形,传统的忽略寄生参数的纹波电压波形分析结果单一,且误差较大,因此需要深入研究揭示纹波电压的畸变机理并建立较为精确的数学模型。研究发现开关变换器输出滤波电容... Boost变换器由于受元件寄生参数的影响,输出纹波电压存在多种畸变波形,传统的忽略寄生参数的纹波电压波形分析结果单一,且误差较大,因此需要深入研究揭示纹波电压的畸变机理并建立较为精确的数学模型。研究发现开关变换器输出滤波电容的等效串联电阻(equivalentseries resistance,ESR)是引起输出纹波电压波形畸变及产生较大误差的主要原因。针对传统忽略ESR的Boost变换器输出纹波电压分析方法存在的问题,提出一种考虑滤波电容ESR的纹波电压建模方法,研究发现变换器工作在电感电流连续导电模式和不连续导电模式均存在5种类型纹波电压波形,并推导了不同模式下每种类型的输出纹波电压解析式。在此基础上进行了实验验证,实验结果验证了纹波电压畸变机理分析的正确性,同时表明建立的纹波电压数学模型具有较高的精度。 展开更多
关键词 BOOST变换器 等效串联电阻 输出纹波电压 畸变机理 精确建模
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交错并联磁集成Buck变换器本质安全性输出纹波电压的分析 被引量：23
10
作者 杨玉岗 祁鳞 李龙华 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第6期181-188,共8页
为了使Buck变换器以较小的电感达到期望的输出纹波电压指标并满足本质安全要求,将交错并联磁集成技术应用到Buck变换器中,通过合理设置耦合系数,可以增大等效电气电感,同时减小等效本质安全电感,解决了电气指标要求大电感而本质安全特... 为了使Buck变换器以较小的电感达到期望的输出纹波电压指标并满足本质安全要求,将交错并联磁集成技术应用到Buck变换器中,通过合理设置耦合系数,可以增大等效电气电感,同时减小等效本质安全电感,解决了电气指标要求大电感而本质安全特性要求小电感的矛盾。按电感的大小将Buck变换器分为四个工作区域,比较各个区域的最大输出纹波电压,并分析出纹波电压与电感、占空比及负载电阻的关系,得出应在最小占空比与最小负载对应的电感和最小占空比与最大负载对应的电感之间设计变换器。最后通过仿真和实验验证了理论分析的正确性。 展开更多
关键词 交错并联磁集成 本质安全 输出纹波电压 BUCK DC-DC变换器
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同步Buck型开关电源纹波电压抑制方法 被引量：12
11
作者 甘明 李晓莉 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2007年第5期51-52,共2页
通过建立和分析同步降压型(Buck)开关电源小信号平均模型,阐述了连续电流模式下同步降压开关电源纹波电压的产生原因,并给出其抑制方法。仿真分析及实际应用证明,该法能有效减小纹波电压,适合于工程应用。
关键词 电源 噪声 谐波/纹波电压 小信号平均模型
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正-反激组合变换器的能量传输模式及输出纹波电压分析 被引量：12
12
作者 刘树林 曹剑 +2 位作者 胡传义 严纪志 王传良 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第8期1647-1656,共10页
为给正-反激组合变换器的设计和研制提供理论指导,对其能量传输模式进行深入研究,发现反激部分工作于连续导电模式(CCM)和不连续导电模式(DCM)时分别存在六种和四种能量传输模式,并推导出各工作模式之间的临界电感,分析得出反激部分工作... 为给正-反激组合变换器的设计和研制提供理论指导,对其能量传输模式进行深入研究,发现反激部分工作于连续导电模式(CCM)和不连续导电模式(DCM)时分别存在六种和四种能量传输模式,并推导出各工作模式之间的临界电感,分析得出反激部分工作于CCM时对应各能量传输模式的变压器临界电感随电感的减小而增大。推导出各模式的输出纹波电压解析式并进行对比分析,指出反激部分工作于不完全电感供能时,输出纹波电压随变压器电感的增大而减小;而工作于完全电感供能时,却与变压器电感无关,且随电感的减小而减小,此时,仅需较小的输出滤波电容和电感就可满足输出纹波电压指标要求。仿真与实验结果验证了理论分析的正确性。 展开更多
关键词 正-反激 能量传输模式 临界电感 输出纹波电压
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基于纹波电压补偿的单相PWM可逆整流器的研究 被引量：8
13
作者 李学亮 宋建成 郑丽君 《电气技术》 2008年第5期65-68,共4页
本文在分析单相PWM整流器工作原理的基础上,采用补偿输出纹波电压的方法改进了传统的电压电流双闭环控制策略,并在Simulink环境中对单相可逆整流器模型进行了仿真,仿真结果表明采用补偿输出纹波电压的方法可以有效降低由输出纹波电压引... 本文在分析单相PWM整流器工作原理的基础上,采用补偿输出纹波电压的方法改进了传统的电压电流双闭环控制策略,并在Simulink环境中对单相可逆整流器模型进行了仿真,仿真结果表明采用补偿输出纹波电压的方法可以有效降低由输出纹波电压引起的输入电流畸变,从而减少对电网的污染。 展开更多
关键词 单相PWM 可逆整流 纹波电压补偿
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基于双主动桥输入输出电流协调控制的二次纹波电压抑制策略 被引量：8
14
作者 许加柱 韦杰 +2 位作者 潘宏杰 郝铭轩 王涛 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2019年第4期70-77,共8页
单相电力电子变压器(PET)隔离级传输二次脉动功率较少且不可控,使其直流侧出现较大幅度的二次纹波电压,将影响系统供电质量以及供电可靠性。在传统双主动桥(DAB)降阶等效模型中加入开关电阻、变压器磁化电感和铜耗电阻,提升了二次脉动... 单相电力电子变压器(PET)隔离级传输二次脉动功率较少且不可控,使其直流侧出现较大幅度的二次纹波电压,将影响系统供电质量以及供电可靠性。在传统双主动桥(DAB)降阶等效模型中加入开关电阻、变压器磁化电感和铜耗电阻,提升了二次脉动功率传输的准确性;在DAB控制中,电流内环采用比例-积分-谐振(PIR)控制,并引入低压直流侧二次纹波电流前馈,使高低压直流侧二次脉动功率向负载侧稳定传输,高低压直流侧二次纹波电压幅值显著减小;为加快控制器动态响应速度,对控制器关键参数进行优化设计,最后通过仿真和实验验证了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 电力电子变压器 双主动桥 二次纹波电压 小信号模型 比例-积分-谐振控制 电流前馈
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交错控制双输入Boost变换器的能量传输模式及输出纹波电压分析 被引量：6
15
作者 皇金锋 韩梦祺 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第14期3022-3033,共12页
多输入Boost变换器较传统并联方式工作的Boost变换器而言,具有体积小、成本低、增益高、控制方式灵活等优点,因此在新能源联合分布式发电系统中具有广阔的应用前景。但由于多输入Boost变换器存在多个输入电压及功率开关管,导致其供能模... 多输入Boost变换器较传统并联方式工作的Boost变换器而言,具有体积小、成本低、增益高、控制方式灵活等优点,因此在新能源联合分布式发电系统中具有广阔的应用前景。但由于多输入Boost变换器存在多个输入电压及功率开关管,导致其供能模式及输出纹波电压较传统Boost变换器要复杂得多。为给多输入Boost变换器的分析和设计提供正确的理论指导,该文对采用交错控制的双输入Boost变换器供能模式及输出纹波电压进行深入研究。研究结果发现,电感L1存在完全电感供能模式(CISM)、不完全电感供能模式(IISM)和断续导电模式(DCM)三种供能模式;电感L2存在连续导电模式(CCM)和DCM两种供能模式。推导出各供能模式的临界电感,得到各供能模式的输出纹波电压解析式,据此给出双输入Boost变换器参数设计方法。实验结果验证了该理论分析的正确性。 展开更多
关键词 双输入Boost变换器 能量传输模式 临界电感 输出纹波电压 参数设计
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考虑电容ESR的Buck变换器输出纹波电压精确建模 被引量：5
16
作者 皇金锋 李林鸿 李良井 《电测与仪表》 北大核心 2019年第15期29-33,共5页
针对Buck变换器传统输出纹波电压分析不够精确的问题,提出了考虑电容等效串联电阻(Equivalent Series Resistance,ESR)的纹波电压建模方法,较之传统的纹波电压分析方法,文中提出的建模方法不仅能反映其非线性本质特征,而且该建模结果具... 针对Buck变换器传统输出纹波电压分析不够精确的问题,提出了考虑电容等效串联电阻(Equivalent Series Resistance,ESR)的纹波电压建模方法,较之传统的纹波电压分析方法,文中提出的建模方法不仅能反映其非线性本质特征,而且该建模结果具有较高的精度。仿真和实验结果验证了理论分析的正确性,研究结果可为高精度Buck变换器分析和设计提供理论依据。 展开更多
关键词 ESR BUCK变换器 纹波电压 精确建模
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Buck-Boost变换器输出纹波电压的PSPICE仿真分析 被引量：2
17
作者 钟久明 韦建德 《海南师范大学学报（自然科学版）》 CAS 2013年第2期152-155,共4页
根据Buck-Boost变换器的能量传输模式划分以及不同模式下的输出纹波电压表达式,建立了PSPICE图形文件,对其临界电感、输出纹波电压及其变化规律进行了仿真验证,仿真结果与理论计算吻合良好,验证了理论推导和分析的正确性,为变换器的分... 根据Buck-Boost变换器的能量传输模式划分以及不同模式下的输出纹波电压表达式,建立了PSPICE图形文件,对其临界电感、输出纹波电压及其变化规律进行了仿真验证,仿真结果与理论计算吻合良好,验证了理论推导和分析的正确性,为变换器的分析和设计提供了一种有效实用的方法. 展开更多
关键词 BUCK-BOOST变换器 工作模式 输出纹波电压 PSPICE仿真
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交错控制双输入Buck变换器的工作模式及输出纹波电压分析 被引量：3
18
作者 皇金锋 曹哲 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期139-149,共11页
针对两路输入电压大小不等而导致交错控制双输入Buck变换器工作模式复杂、参数设计困难的问题,将变换器的两路输入电压分3种情况进行分析和讨论,并且建立了变换器工作于连续导电模式(CCM)和不连续导电模式(DCM)的临界负载、电感电流和... 针对两路输入电压大小不等而导致交错控制双输入Buck变换器工作模式复杂、参数设计困难的问题,将变换器的两路输入电压分3种情况进行分析和讨论,并且建立了变换器工作于连续导电模式(CCM)和不连续导电模式(DCM)的临界负载、电感电流和输出纹波电压数学模型。研究发现,变换器的临界负载随两路输入电压压差的减小而增大,电感电流纹波及输出纹波电压随两路输入电压压差的减小而减小;当两路输入电压相等时,变换器的临界负载达到最大,电感电流纹波及输出纹波电压达到最小。最后搭建了双输入Buck变换器实验平台,并通过给定的3组输入电压进行实验分析,实验结果验证了变换器的工作模式以及输出纹波电压数学模型的正确性。研究结果可为交错控制方式的双输入Buck变换器的参数设计提供理论依据。 展开更多
关键词 双输入Buck变换器 交错控制 工作模式 纹波电压
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有源箝位反激变换器能量传输模式及输出纹波电压分析 被引量：2
19
作者 赵永秀 蔡培军 +1 位作者 李明庚 王骑 《河南师范大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2022年第3期119-125,共7页
为了给有源箝位反激变换器的设计和制作提供理论指导,对其能量传输模式进行深入研究,根据流过副边整流二极管电流的连续与断续状态,将有源箝位反激变换器划分为连续导电模式(CCM)和不连续导电模式(DCM),发现其工作于CCM时,存在2种能量... 为了给有源箝位反激变换器的设计和制作提供理论指导,对其能量传输模式进行深入研究,根据流过副边整流二极管电流的连续与断续状态,将有源箝位反激变换器划分为连续导电模式(CCM)和不连续导电模式(DCM),发现其工作于CCM时,存在2种能量传输模式;工作于DCM时,存在1种能量传输模式.推导出各模式的输出纹波电压解析式并进行对比分析,指出变换器工作于DCM模式时,输出纹波电压随变压器电感和箝位电容的增大而减小;工作于CCM模式时,输出纹波电压与变压器电感无关,随箝位电容的增大而减小.仿真和实验验证了理论分析的正确性. 展开更多
关键词 有源箝位反激 能量传输模式 输出纹波电压
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直流系统纹波电压智能测控装置设计 被引量：4
20
作者 王莉力 徐志辉 《电工技术》 2008年第5期43-44,共2页
直流系统中存在较大的纹波电压,一方面影响电容寿命,另一方面影响输出电压质量。通过分析提出了智能纹波电压控制方法的实现原理,并采用单片机与PLC有机结合控制的方法,设计出智能纹波电压监控电路,有效地解决纹波电压的影响。
关键词 纹波电压 智能控制 电容
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