用于电弧超声激励的Buck变换器电压电流尖峰抑制
BUCK变换器中的电压尖峰问题
BUCK 变换器中的电压尖峰问题The Solution to the Voltage Spikes in BUCK Converter 空军后勤学院 魏晓斌 (徐州 221000)南京航空航天大学 詹晓东 沈冬珍 (南京 210016)摘要:详细地分析了BU CK 变换器中主功率管及二极管上电压尖峰产生的原因及过程,并在此基础上提出了独特的解决措施。
Abstract:T he paper analyzes in detail the reaso ns and the processes of the voltage spike occur rence in the main pow er transistors and free w heeling diodes in BUCK converter,and presents an effective solution to the v oltage spikes.叙词:变换器/BUCK 变换器 电压尖峰Keywords:converter/BUCK converter;voltage spike1 前 言BUCK 变换器在开关转换瞬间,由于线路上存在感抗,会在主功率管和二极管上产生电压尖峰,使之承受较大的电压应力和电流冲击,从而导致器件热损坏及电击穿。
因此,为避免此现象,有必要对电压尖峰的原因进行分析研究,找出有效的解决办法。
2 主功率管关断期间的电压尖峰图1为BUCK 变换器的主电路原理图。
主功率管VQ 采用的是功率MOSFET。
图1 主电路原理在实际电路连线中,电路的输入端至VQ 源极之间的连接导线上存在一定的杂散电感L 1。
VQ 导通期间,输入电流I 流过L 1,产生一个感应电压U L 1,极性为左正右负。
VQ 关断瞬间,I 将迅速减小至零,导致产生很大的d i /d t ,L 1上产生很高的U L1,极性变为左负右正,加在VQ 的漏 源极上,致使VQ 管的U ds 产生较高的电压尖峰。
多相buck变换器峰值电流模控制的补偿
多相buck变换器峰值电流模控制的补偿（原创实用版）目录一、引言二、多相 buck 变换器的概述三、峰值电流控制补偿的必要性四、峰值电流控制补偿的方法五、实验结果与分析六、结论正文一、引言随着电力电子技术的不断发展，多相 buck 变换器在工业生产和科研领域得到了广泛的应用。
多相 buck 变换器具有输出电压调节范围宽、效率高、电流应力小等优点，但其控制策略相对复杂。
峰值电流控制是多相 buck 变换器控制策略中的一种重要方法，但在实际应用中，由于存在非线性、时变性等因素，需要对其进行补偿，以提高系统的稳定性和响应速度。
本文将对多相 buck 变换器峰值电流模控制的补偿方法进行研究，并给出实验结果与分析。
二、多相 buck 变换器的概述多相 buck 变换器是一种串联开关型降压稳压器，主要由多个开关管、电感、电容和二极管组成。
通过控制开关管的占空比，可以实现输出电压的调节。
与单相 buck 变换器相比，多相 buck 变换器具有更好的输出电压纹波性能和更高的效率。
多相 buck 变换器广泛应用于电力系统、通信系统、工业控制等领域。
三、峰值电流控制补偿的必要性在多相 buck 变换器中，峰值电流控制是一种重要的控制策略。
通过峰值电流控制，可以实现快速响应和精确调节输出电压。
然而，在实际应用中，由于系统的非线性和时变性，峰值电流控制存在一定的不稳定性和误差。
为了解决这些问题，需要对峰值电流控制进行补偿。
四、峰值电流控制补偿的方法峰值电流控制补偿的方法主要有以下几种：1.增量式电流控制：通过增加一个增量环节，实现对峰值电流的补偿。
增量环节可以通过电阻或电容实现。
2.积分式电流控制：通过积分环节，实现对峰值电流的补偿。
积分环节可以通过电容或电感实现。
3.反馈式电流控制：通过将输出电压或电流反馈到控制端，实现对峰值电流的补偿。
反馈环节可以通过电阻或电容实现。
五、实验结果与分析为了验证峰值电流控制补偿方法的有效性，进行了实验研究。
多相buck变换器峰值电流模控制的补偿
多相buck变换器峰值电流模控制的补偿在电力电子领域，多相buck变换器峰值电流模控制的补偿是一个重要且复杂的主题。
它涉及到多相电力转换器的控制策略以及补偿设计，对于提高电力转换效率和稳定性至关重要。
本文将围绕这一主题展开深入探讨，从基本原理到实际应用进行全面评估，以期帮助读者更深入地理解和应用于实际工程中。
1. 多相buck变换器峰值电流模控制的基本原理在深入讨论多相buck变换器峰值电流模控制的补偿之前，首先需要了解其基本原理。
多相buck变换器是一种常见的降压转换器拓扑，在实际电力转换系统中得到了广泛的应用。
峰值电流模控制是一种流行的控制策略，通过调节占空比来实现输出电流的调节和保护。
在多相buck变换器中，采用多相输出和相间交错控制，可以有效分担系统的电流和功率，提高系统的稳定性和效率。
2. 补偿设计的挑战与需求多相buck变换器峰值电流模控制的补偿设计面临着诸多挑战与需求。
电力转换系统在实际工作中存在着非线性、交叉耦合和动态变化等复杂特性，需要进行合理的补偿设计来满足系统的性能要求。
多相buck 变换器的控制策略需要考虑多个相间的协调和匹配，以及在不同工作条件下的动态响应和稳定性。
3. 多相buck变换器峰值电流模控制的补偿策略针对多相buck变换器峰值电流模控制的补偿设计，可以采取多种策略来提高系统的性能和稳定性。
可以采用先进的控制算法如预测控制、自适应控制和模糊控制等，以应对复杂的动态特性和非线性特性。
还可以通过合理的参数设计和补偿网络设计来优化系统的响应速度和抑制系统的振荡和波动。
4. 实际应用与工程案例分析在实际工程中，多相buck变换器峰值电流模控制的补偿设计是一个综合性工程问题，需要综合考虑系统的稳定性、效率和成本等因素。
通过对实际应用与工程案例的分析，可以更好地理解和应用补偿设计的原理和方法，为相关领域的工程师和研究人员提供参考。
5. 个人观点与总结从个人观点来看，多相buck变换器峰值电流模控制的补偿设计是一个复杂而又具有挑战性的工程问题，需要充分考虑系统的动态特性和非线性特性，通过合理的补偿设计来提高系统的性能和稳定性。
buck电路谐振峰抑制
buck电路谐振峰抑制Buck电路谐振峰抑制引言：Buck电路是一种常见的降压型直流-直流转换器，广泛应用于各种电子设备中。
然而，由于电路元件的不完美性以及工作环境的影响，Buck电路在实际应用中可能出现谐振现象，导致电路性能下降甚至损坏设备。
为了解决这个问题，设计者通常采取一些方法来抑制Buck电路的谐振峰，保证电路的稳定工作。
一、Buck电路的谐振现象及影响Buck电路工作时，开关管周期性地开关，将输入电压通过电感和二极管转换为输出电压。
然而，由于电感和电容的存在，电路中会产生谐振现象，即输入电压和输出电压之间的振荡。
这种振荡会导致电路效率下降、输出电压波动以及产生电磁干扰。
二、Buck电路谐振峰的原因分析Buck电路谐振峰主要由电感和电容的特性以及电路的参数决定。
电感和电容之间的谐振频率与电路的开关频率有关，当二者相等时，会出现谐振峰。
此外，电路的参数如电感和电容的数值、质量等也会对谐振峰的形成和抑制产生影响。
三、Buck电路谐振峰抑制方法为了抑制Buck电路的谐振峰，设计者可以采取以下几种方法：1.调整开关频率：通过调整开关频率与谐振频率之间的差距来抑制谐振峰。
一般情况下，将开关频率设置在谐振频率的一半左右，可以有效地抑制谐振峰的产生。
2.增加阻尼：在Buck电路中添加合适的阻尼元件，如电阻或阻尼电路，可以提高电路的阻尼比，减小谐振峰的幅度。
阻尼元件可以通过增加电路的损耗来减少谐振峰的能量，从而达到抑制的目的。
3.优化电路布局：合理设计电路的布局可以减小谐振峰的产生。
例如，将输入电源和输出负载之间的电感和电容尽量缩短，减小谐振回路的面积，可以有效地抑制谐振峰。
4.选择合适的电感和电容：电感和电容的数值、质量等也会对谐振峰的形成和抑制产生影响。
因此，在设计Buck电路时，应根据具体的需求选择合适的电感和电容，以达到抑制谐振峰的目的。
5.使用谐振峰抑制电路：在Buck电路中添加专门的谐振峰抑制电路，可以进一步提高谐振峰的抑制效果。
BUCK变换器设计
BUCK变换器设计报告一、BUCK变换器原理降压变换器（Buck Converter）就是将直流输入电压变换成相对低的平均直流输出电压。
它的特点是输出电压比输入的电压低，但输出电流比输入电流高。
它主要用于直流稳压电源。
二、BUCK主电路参数计算及器件选择1、BUCK变换器的设计方法利用MATLAB和PSPICE对设计电路进行设计，根据设计指标选取合适的主电路及主电路元件参数，建立仿真模型，并进行变换器开环性能的仿真，再选取合适的闭环控制器进行闭环控制系统的设计，比较开环闭环仿真模型的超调量、调节时间等，选取性能优良的模型进行电路搭建。
2、主电路的设计指标输入电压：标称直流48V，范围43~53V输出电压：直流24V，5A输出电压纹波：100mV电流纹波：0.25A开关频率：250kHz相位裕量：60°幅值裕量：10dB3、BUCK 主电路主电路的相关参数：开关周期：T S =s f 1=4×10-6s占空比：当输入电压为43V 时，D max =0.55814当输入电压为53V 时，D min =0.45283输出电压：V O =24V 输出电流I O =5A纹波电流：Δi L =0.25A纹波电压：ΔV L =100mV电感量计算：由Δi L =2Lv -V o max -in DT S 得： L=L o max -in i 2v -V ΔD min T S=25.022453⨯-×0.4528×4×10-6=1.05×10-4H 电容量计算：由ΔV L =Ci L 8ΔT S 得： C=L L V 8i ΔΔT S =1.0825.0⨯×4×10-6=1.25×10-6F 而实际中，考虑到能量存储以及输入和负载变化的影响，C 的取值一般要大于该计算值，故取值为120μF 。
实际中，电解电容一般都具有等效串联电阻，因此在选择的过程中要注意此电阻的大小对系统性能的影响。
双管Buck-Boost变换器的输入电压前馈控制方法
图 2.1 单电压调节器电压控制示意图 .................................................................................................9 图 2.2 单调节器双载波两模式控制策略调制示意图 .......................................................................10 图 2.3 单调节器双载波两模式控制时占空比 d1、d2 与 ve 的关系曲线 ..........................................11 图 2.4 单调节器单载波两模式控制策略调制示意图 .......................................................................11 图 2.5 单调节器单载波两模式控制时占空比 d1、d2 与 ve 的关系曲线 ..........................................12
关键词：双管 Buck-Boost 变换器，控制策略，双载波调制，模式切换，输入电压前馈
I
双管 Buck-Boost 变换器的输入电压前馈控制方法
ABSTRACT
In order to solve the energy crisis and environment pollution, the renewable energy generation such as wind energy and solar energy has been receiving more and more attentions. Since the wind energy and solar energy are strongly affected by climate and weather, the output voltage varies in a wide range. In general, the grid-connected inverter consists of two stages. The first stage is a dc-dc converter, which converts the variable dc input voltage into a stable dc voltage; and then, the second stage dc-ac inverter converters the stable dc voltage into the ac voltage. This thesis is dedicated to the first stage dc-dc converter. The two-switch buck-boost converter is chosen as the first stage dc-dc converter, which can operate in buck mode and boost mode, thus achieves a high efficiency over the entire input voltage range. In this thesis, a single-regulator two-carrier two-mode control strategy is used, and it can choose the suitable operating mode automatically. In order to depress the output voltage variation when input voltage has a step change, an input voltage feedforward control strategy is proposed in this thesis.The input voltage feedforward functions of buck mode and boost mode are derived, and the feedforward coefficient of the two modes are different. By using two modulating signals，it can choose the corresponding input voltage feedforward branch automatically to regulate the output voltage under different modes, and the output voltage can keep stable no matter the operating mode of the converter changes or not. A 3 kW prototype with input voltage of 250V–500V and output voltage of 360V is fabricated and tested in the lab. The simulation and experimental results are given to verify the effectiveness of the proposed input voltage feedforward control strategy. Key Words: two-switch buck-boost converter, control strategy, two-carrier modulation, mode transfer, input voltage feedforward.
双管Buck-Boost变换器的输入电压前馈控制方法
南京航空航天大学硕士学位论文
摘
要
为了解决能源危机和环境污染，风能和太阳能等可再生能源发电近年来发展迅速。由于受 气候的影响，风电和光伏发电的输出电压范围很宽，其并网逆变器一般采用两级式结构，前级 DC-DC 变换器将这个很宽的电压调节到一个恒定的值， 再由后级 DC-AC 变换器并联到电网中， 本文研究前级 DC-DC 变换器。 双管 Buck-Boost 变换器可以工作在 Buck 模式和 Boost 模式，可以在很宽的输入电压范围 内实现高的变换效率，因此本文选择该变换器作为前级 DC-DC 变换器。本文采用一种单调节 器双载波两模式控制策略，实现了全电压和全负载范围内变换器工作模式准确平滑的切换。为 了解决输入电压突变引起的输出电压上冲或跌落问题，本文提出一种输入电压前馈控制策略， 分别推导了在 Buck 模式和 Boost 模式下的输入电压前馈函数。 由于这两种模式的前馈系数不相 同，需要判断变换器的工作模式以选择相应的输入电压前馈信号。本文提出通过采用两个调制 信号且保证它们在模式分界点相等，在保证变换器两个模式正常工作以及模式之间平滑切换的 前提下，等效实现不同工作模式下自动选择相应的输入电压前馈信号来调节输出电压，而不需 要判断变换器的工作模式。 基于上述理论分析， 为了验证设计和控制的有效性， 本文研制了一台输入电压 250V~500V， 输出电压 360V，额定功率 3kW 的原理样机，并进行了仿真和实验验证。仿真和实验结果表明 本文所提出的输入电压前馈控制策略是有效的。
关键词：双管 Buck-Boost 变换器，控制策略，双载波调制，模式切换，输入电压前馈
buckboost变换器工作原理
buckboost变换器工作原理小伙伴们！今天咱们来唠唠buck - boost变换器这个超有趣的东西的工作原理呀。
你可以把buck - boost变换器想象成一个超级有魔法的小盒子。
这个小盒子呢，就像是一个能量的魔术师，能把输入的电压变来变去。
咱们先说说这个变换器的组成部分吧。
它有电感呀，就像是一个小小的能量储存库。
这个电感可神奇了呢，它就像一个很贪吃的小怪兽，当电流流过的时候，它就会把能量储存起来。
还有电容呢，电容就像是一个稳定器，它的作用就是让输出的电压变得平滑一些，不要像调皮的小孩子那样上蹿下跳的。
当然啦，还有开关管，这个开关管就像是一个小门卫，它决定什么时候让电流通过，什么时候把路给堵上。
那它到底是怎么工作的呢？当开关管导通的时候呀，就像是打开了一扇通往电感的大门。
电流就会欢快地流进电感，电感这个小贪吃鬼就开始储存能量啦。
这个时候呢，电容也在旁边静静地看着，它可能在想：“哼，你先储存着，等会儿还得我来让电压稳定呢。
”这个时候的输入电压就会给电感充电，同时呢，因为电容之前储存了一些能量，所以负载也能得到一部分能量供应。
然后呢，当开关管断开的时候，这可就有趣了。
电感这个储存了能量的小怪兽可不愿意就这么干等着呀。
它就会把自己储存的能量释放出来，这个时候电流就会改变方向，通过二极管流向电容和负载。
电容呢，就开始发挥它稳定电压的作用啦。
它把电感释放出来的能量变得更加平滑，这样输出的电压就不会突然变得很高或者很低啦。
你看，这个buck - boost变换器就这么在开关管的导通和断开之间，把输入电压变成了我们想要的输出电压。
如果我们想要降低电压，它就能像一个小工匠一样，精心地把电压给降下来；如果我们想要升高电压呢，它也能巧妙地把电压给升上去。
而且呀，这个buck - boost变换器在很多地方都超级有用呢。
比如说在那些需要不同电压等级的电子设备里。
就像你的手机充电器，它可能就用到了类似的原理哦。
手机电池需要一个合适的电压来充电，如果输入的电压不合适，这个变换器就能把它变成合适的电压，这样就能安全又快速地给手机充电啦。
双向Buck-Boost变换器电压纹波的抑制
统 ［、 ｚ 电动 车ｌ － ３】 管 理 系统 、 信 用 备 用 电源 系 ＿能量 通 统 等 。双 向 Ｂ ｃ．ｏｓ 是 双 向直 流 变 换 器 中 拓 扑 ｕｋＢ ｏｔ
ｃ ｌ ｖ ｌ ｅ ． ｈ ｓ ｐ ｐ ｒ ｉｄ ｃ ｔ ｓ ｔ ａ ｈ ｏｔ ｇ ｏ ｃｌ ｔ ｎ ｃ ｕ ｅ ｙ ｐ ｒ ｓｔ ｐ ｒ ｍｅｅ ｓ ｄ ｒ ｇ ｔ ｒ ｎ ｔ ｎ ｉｎ ， ａ ａ ｕ ｓ Ｔ ｉ ａ ｅ ｎ ｉａ ｅ ｈ ｔ ｔ ｅ ｖ ｌ ｅ ｓ ｉ ａ ｉ ａ ｓ ｄ ｂ ａ ａ ｉ ｃ ａ ａ ｔ ｒ ｕ ｎ ｕ ｎ ｏ ｒ ｓｅ ｔ ａ ｌ ｏ ｉ ｉ ａ
第４ ５卷 第 ４期
２ｌ ０ 】年 ４月
电 力 电子 技 术
Ｐｏ ｒＥｌ ｃｒ ｎｉｓ ｗｅ ｅ ｔｏ ｃ
Ｖｏ －５．Ｎｏ４ ｌ４ ．
Ａｐ ｌ ０ １ ｉ ２ ｒ １
双向 Ｂ ｃ －ｏｓ变换器电压纹波的抑制 ｕ ｋＢ ｏｔ
陈 昊 ，徐 瑞 东 ，王 小 昆 ，胡 贤新
（ 国矿 业大 学 ，江苏 徐州 中 ２ １０ ） ２ ０ ８
摘 要 ： 着 双 向直 流 变 换 器 的 广 泛 应 用 ， 其 输 出 电 压 的 稳 定 性 有 了 更 高 的 要 求 。 过 对 ２ ／２Ｖ 双 向 Ｂ ｃ ． 随 对 通 ４Ｖ １ ｕｋ
Ｂ ｏｔ ｏｓ 变换 器进 行 实验 ， 其输 出纹 波 电压远 大 于理论 计算 值 ， 此 指 出开关 器件 导通 瞬 间受 寄 生参 数影 响产 生 在 的 电压振 荡 、 出滤 波 电容等 效 串联 电阻产 生 的差 模干 扰 以及 电路 的共模 干扰 导 致 了 电压 纹 波过 大 ． 输 为此 总 结 了相 应 的抑制 措施 ， 并给 出这些抑 制措 施 的实验波 形 。通过验 证 可知这 些措施 可有 效抑 制 电压 纹波
低占空比电流模式buck变换器反馈补偿
低占空比电流模式buck变换器反馈补偿以低占空比电流模式buck变换器反馈补偿为标题的文章低占空比电流模式buck变换器是一种常见的直流-直流(DC-DC)转换器，广泛应用于电子设备中。
然而，由于其工作在低占空比下，常常会出现输出电压波动的问题。
为了解决这一问题，需要对低占空比电流模式buck变换器进行反馈补偿。
我们来了解一下低占空比电流模式buck变换器的工作原理。
该变换器由开关管、电感、二极管和输出电容组成，通过控制开关管的导通时间和关断时间来实现电压转换。
在低占空比情况下，由于导通时间短，电感存储的能量有限，容易导致输出电压波动。
为了解决输出电压波动的问题，可以采用反馈补偿技术。
具体来说，可以将输出电压与参考电压进行比较，得到误差信号，然后通过控制开关管的导通时间和关断时间，使误差信号趋近于零，从而实现稳定的输出电压。
在低占空比电流模式buck变换器中，常用的反馈补偿技术包括电流模式控制和电压模式控制。
其中，电流模式控制是一种常见的方法，通过监测电感电流来实现反馈补偿。
具体来说，可以使用当前电感电流与参考电流之间的差值作为误差信号，然后通过控制开关管的导通时间和关断时间来调整电感电流，从而实现稳定的输出电压。
为了进一步提高低占空比电流模式buck变换器的性能，可以采用增加补偿网络的方法。
补偿网络可以通过增加电容、电阻等元件来调整反馈环路的频率响应，从而提高系统的稳定性和动态响应速度。
此外，还可以采用预测控制、自适应控制等先进的控制方法来进一步优化系统性能。
总结起来，低占空比电流模式buck变换器的反馈补偿是解决输出电压波动问题的关键。
通过采用电流模式控制和增加补偿网络等方法，可以提高系统的稳定性和动态响应速度。
未来，随着技术的发展，我们可以进一步探索新的反馈补偿技术，提高低占空比电流模式buck变换器的性能。
希望本文对读者了解和应用低占空比电流模式buck变换器的反馈补偿技术有所帮助。
BUCK_BOOST_BUCK-BOOST电路的原理
BUCK BOOST BUCK/BOOST电路的原理Buck变换器：也称降压式变换器，是一种输出电压小于输入电压的单管不隔离直流变换器。
图中，Q为开关管，其驱动电压一般为PWM(Pulse width modulation脉宽调制)信号，信号周期为Ts，则信号频率为f=1/Ts，导通时间为Ton，关断时间为Toff，则周期Ts=Ton+Toff，占空比Dy= Ton/Ts。
、Boost变换器：也称升压式变换器，是一种输出电压高于输入电压的单管不隔离直流变换器。
开关管Q也为PWM控制方式，但最大占空比Dy必须限制，不允许在Dy=1的状态下工作。
电感Lf在输入侧，称为升压电感。
Boost变换器也有CCM和DCM两种工作方式、Buck/Boost变换器：也称升降压式变换器，是一种输出电压既可低于也可高于输入电压的单管不隔离直流变换器，但其输出电压的极性与输入电压相反。
Buck/Boost变换器可看做是Buck变换器和Boost变换器串联而成，合并了开关管。
Buck/Boost变换器也有CCM和DCM两种工作方式，开关管Q也为PWM控制方式。
LDO的特点：①非常低的输入输出电压差②非常小的内部损耗③很小的温度漂移④很高的输出电压稳定度⑤很好的负载和线性调整率⑥很宽的工作温度范围⑦较宽的输入电压范围⑧外围电路非常简单，使用起来极为方便DC/DC变换是将固定的直流电压变换成可变的直流电压，也称为直流斩波。
斩波器的工作方式有两种，一是脉宽调制方式Ts不变，改变ton(通用)，二是频率调制方式，ton不变，改变Ts（易产生干扰）。
其具体的电路由以下几类：】（1）Buck电路——降压斩波器，其输出平均电压U0小于输入电压Ui，极性相同。
（2）Boost电路——升压斩波器，其输出平均电压U0大于输入电压Ui，极性相同。
（3）Buck－Boost电路——降压或升压斩波器，其输出平均电压U0大于或小于输入电压Ui，极性相反，电感传输。
Buck电路开关电源纹波的抑制方法
中心议题：Buck电路开关电源纹波的定义Buck电路产生纹波的机理及计算影响纹波的因素分析及抑制措施
解决方案：考虑开关频率、L和C的取值降低ESR
开关电源具有效率高、输出电压可调范围大、损耗小、体积小、重量轻等特点，得到了广泛的应用。由于开关电源体积小，输出直流电压的纹波含量比同功率线性电源大，如何降低纹波含量成为开关电源应用及制造技术中的一个关键技术难点。本文通过对Buck电路的分析，找出对纹波的产生有影响的因素及改善的措施。1 纹波的定义Buck类型开关电源的拓扑结构。
通常情况下，开关电源首先把电网电压全波整流变为直流电，经高频开关变换由变压器降压，经高频二极管整流滤波后，得到稳定的直流电压输出。其自身含有大量的谐波干扰，同时由于变压器的漏感和输出二极管的反向恢复电流造成的尖峰都形成了电磁干扰源，这些尖峰就是输出纹波。输出纹波主要来源于4个方面：低频纹波、高频纹波、共模纹波、功率器件开关过程中产生的超高频谐振等。
为常数，所以可以用替换，代入式（4）并整理得：可以认为Δi就是电感线圈中的纹波电流，将导通和关断状态时的时间和电压式（2）和式（3）代入上式，分别写出导通状态和关断状态时的纹波电流表达式：Δion为导通状态纹波电流；ton为导通时间；Δioff为关断状态纹波电流；toff为关断时间。在电源稳定工作时， ΔiL为线圈上纹波电流的绝对值。将式（5）和式（6）代入式（7），整理得：进而得出：fs为开关频率。将式（8）代入式（5），得：式（9）即为纹波电流的表达式。2.2 纹波电压计算注意到在输出部分，电感电流在电容C和负载之间分割，有：设在稳态下，输出到负载的电流不变。所以有：这也是一种近似，因为就算是负载恒定不变，由于电压纹波的影响，电流也会改变的，但由于这个变化量和ΔiL相比很小，所以在此忽略。如果不忽略，也可以推导出更复杂的表达式。ΔiC加之于C就会产生纹波电压。首先计算第一部分。当ΔiC流过理想电容C时，在C两端产生的电压变化：取积分下限为ton/2,积分上限为toff/2,计算积分得：计算第二部分，对于一般电容，都具有串联等效电感和串联等效电阻（其实还有并联等效绝缘电阻）。串联等效电感只在较高频率时起作用，在分析开关频率时可以将其忽略，但必须考虑的是串联等效电阻ESR.电流ΔiC流过ESR时，会在ESR两端产生电压降，其值为：ΔVESR也会作为纹波的一部分表现在输出端上，所以总的纹波表达式为式（10）和式（11）的和，即：Vro为总纹波；ESR为C的等效串联电阻。式（12）即是Buck类型开关电源的纹波电压的近似表达式，其中的每个变量都是影响纹波的因素，调整这些变量就是调整纹波的主要方法。3 影响纹波的因素分析及抑制措施根据式（12），逐一分析影响纹波电压的因素1）首先观察括号内的因素：试取一个典型的值计算一下，如fs=300kHz,C=470μF,可知为尽管对于ESR的计算要考虑很多因素，一般情况下，电解电容和若干陶瓷电容并联后的等效电阻ESR在十几到几十mΩ之间，由此可见ESR是纹波产生的主要因素，并且C取值的增加不会显着改变纹波。2）其次观察等式右边的前半部分如果L或者fs增大，则Vro变小，可以减小纹波，即增大电感的值和提高开关频率可以降低纹波。3）最容易忽略的是输出电压和纹波的关系。考察Vo对Vro的变化率。在所有其他因素都不改变的条件下，将Vro对Vo求导，可得：其中：令有，此时电源输出的纹波最大。Vo无论大于还是小于这个值，纹波都将减小。由该规律可以推算输出电压调整的电源模块的纹波。4）在实际工作中，一切可以调整的因素都是相对稳定的，并且带有一定的实际工作误差。因此在考虑开关频率、L和C的取值的时候，要考虑干扰因素，选取受到很多因素影响的一个折中的结果。调整这些取值要考虑其他制约因素，下面列举一些制约因素，在调整参数时需要注意：a）提高开关频率将使系统功耗增大，电源效率降低，温度升高，带来散热问题。b）开关频率受到开关管、控制芯片、二极管及其他因素的限制，不能无限提高。c）提高L的值会使电感体积增加，成本增加，而电感的选择面是比较窄的。d）无论是修改L、C或是开关频率，都要注意电源的稳定性。通过上述分析可以得知，降低ESR可以降低纹波干扰，即在实际通常使用电解和若干瓷片电容并联的方法降低输出C的ESR,进而降低纹波干扰。4 结语本文通过对Buck电路中元器件的计算公式，推导出纹波电压、电流的计算公式。根据影响因素，对电感量、电容量的选择进行分析比较，从而得出纹波的抑制方法。然而问题并没有完全解决，下面的问题更加值得关注与了解：1）各类电解电容和各类薄膜电容的ESR特性是什么；2）各类电容的ESR受哪些因素的影响；3）如何估算电容并联的ESR;4）输出电容的相对位置对ESR有何影响。前两个问题可以通过基本的性能实验求解，第三个问题则需要使用解析和仿真的方法来进行解决，而第四个问题就需要加强基础和理论深入的研究。
一种具备电源尖峰信号抑制功能的开关装置的制作方法
一种具备电源尖峰信号抑制功能的开关装置的制作方法摘要本文介绍了一种具备电源尖峰信号抑制功能的开关装置的制作方法。
该开关装置可有效抑制电源中的尖峰信号，确保电路运行的稳定性和安全性。
本文将详细描述该开关装置的组成、原理以及制作步骤，并提供了详细的实施注意事项和性能测试结果。
1.引言在现代电子设备中，电源供应稳定性是确保其正常运行的关键之一。
然而，由于电网中存在电压尖峰信号等问题，这些尖峰信号可能对电子设备产生不利影响，甚至损坏电路和元件。
因此，研发一种具备电源尖峰信号抑制功能的开关装置对于提高设备的稳定性和可靠性具有重要意义。
2.开关装置的组成该具备电源尖峰信号抑制功能的开关装置主要由以下四个部分组成：2.1隔离变压器隔离变压器通过将电源分离，有效降低了电源尖峰信号对电路的影响。
同时，隔离变压器还能提供稳定的输出电压，确保电路的正常运行。
2.2滤波电容器滤波电容器用于滤除电源中的高频尖峰信号。
它能够将尖峰信号转化为直流信号或低频信号，从而降低对电路的干扰。
2.3电压调节器电压调节器用于稳定输出电压，并提供可调的输出电压范围。
通过调整电压调节器的工作点，可以进一步抑制电源中的尖峰信号。
2.4过压保护电路过压保护电路能够检测电源中的过压信号，并及时采取保护措施，防止过压信号对电路和设备造成损坏。
3.制作步骤以下是一种具备电源尖峰信号抑制功能的开关装置的制作步骤：3.1组装隔离变压器将隔离变压器的输入端与电源连接，输出端与待保护的电路连接。
确保连接牢固可靠，并遵循电器安全规范。
3.2连接滤波电容器将滤波电容器并联连接到隔离变压器的输出端，以滤除尖峰信号。
注意电容器的极性，确保正确连接。
3.3接入电压调节器将电压调节器与滤波电容器连接，调节输出电压至所需范围。
根据电路需求，合理设置电压调节器的工作点。
3.4安装过压保护电路将过压保护电路连接到隔离变压器的输出端和电压调节器之间，以确保及时检测和保护电路免受过压信号的损害。
大功率BUCK变换器电压电流尖峰的分析及抑制措施 (1)
Analysis and Restraining Solutions of Voltage and Current Spikesof the High-Power BUCK ConverterY ANG Shi-yan,HAN Ming-wu,KO NG Zhi-guo(H arbin I nstitute o f Technology,H arbin150001,China)Abstract:In high-power B uck converters,the circuit is in high switching mode.Since the distributed stray parame-ters of the lead and non-ideal performance of the devices,very high voltage and/or current spike appear on the switch-es,which reduced the reliability of the circuits.This paper analyzed the reasons of the two kinds of spike produced and their harm and proposed several RCL snubber circuits.The analysis and design methods of each parameter in the circuits are presented accordingly.The results of simulation and prac tical application prove that the snubber circuits have fine sof-t switch effec t and strong restraint function to the spikes.Key words:high-power converter;B UCK converter;voltage spike;current spikeEEACC:1290B;8360大功率BUCK变换器电压电流尖峰的分析及抑制措施杨世彦,韩明武,孔治国(哈尔滨工业大学,哈尔滨150001)摘要:在大功率Buck变换器中电路工作于高频开关状态,由于实际线路的寄生参数和器件的非理想特性的影响,开关器件两端会出现过高的电压和电流尖峰,严重地降低了电路的可靠性。
电力电子课程设计_BUCK变换器设计说明
目录引言2第一章设计要求与方案................................................................... .. (2)1.1 课程设计要求.............................................................. (2)1.2 方案确定.............................................................. (3)第二章直流稳压电源设计.................................................................. . (3)2.1 设计要求.............................................................. (3)2.2 直流稳压电源原理描述.............................................................. (4)2.3 设计步骤及电路元件选择............................................................... (5)第三章Buck 变换器设计................................................................... (6)3.1 Buck 变换器基本工作原理.............................................................. (6)3.2 Buck 变换器工作模态分析.............................................................. (7)3.3 Buck 变换器参数设计.............................................................. (10)3.3.1 Buck 变换器性能指标.......................................................... (10)3.3.2 Buck 变换器主电路设计.......................................................... (10)第四章控制电路设计................................................................... . (12)4.1 直流—直流变换器控制系统原理 (12)4.2 控制电路设计................................................................. ..........................14 第五章课程设计总结.................................................................. .......................17 参考文献................................................................. .................................................18 附设计全图................................................................. (18)08 电气一班潘维200830151402引言随着电力电子技术的高速发展，电子系统的应用领域越来越广泛，电子设备的种类也越来越多。
抑制Buck电路同步整流管漏极尖峰的方法
抑制Buck电路同步整流管漏极尖峰的方法
毛昭祺;吕征宇
【期刊名称】《电力电子技术》
【年(卷),期】2006(40)1
【摘要】采用同步整流技术的Buck开关电源的应用已越来越广泛,随着其输出电流的增大,抑制Buck电路同步整流管漏极尖峰成为提高电源效率和性能的重要手段.本文通过对一个32V输入,5V/5A输出的Buck电源模块的实验,对Buck开关电源研发和实验当中抑制Buck电路同步整流管漏极尖峰的一些方法进行了总结和分析,并针对比较重要的方法给出了实验波形.可以看到在同步整流管上并联肖特基二极管,主开关管使用栅极缓冲电路及同步整流管上使用缓冲电路都是一些简单而行之有效的改善Buck电路同步整流管漏极尖峰的方法.
【总页数】2页(P55-56)
【作者】毛昭祺;吕征宇
【作者单位】浙江大学,浙江,杭州,310027;浙江大学,浙江,杭州,310027
【正文语种】中文
【中图分类】TM46
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5.基于门极电压调制的大功率IGBT过压尖峰抑制 [J], 冯源;陈昕;宋明轩;张甜因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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第３ ７卷 第 ２ 期 ２０ Ｏ ７年 ２月
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Ｖｏ ．７ １ Ｎｏ２ ３ ． ｌ ．０ ７ ｂ２ ０
用 于 电 弧 超 声 激 励 的 ＢＵ 换 器 Ｃ ｋ变 电 压 电 流 尖 峰 抑 制
纪 圣 儒 ． 志 明 ， 雪珍 ， 琳 化 朱 周 王
（ 华 大 学 机 械 工 程 系 ， 京 ｌ０ ８ ） 清 北 ００ ４
摘要： 分析了应用于也弧趄声激励的Ｂ ｃ ｕｋ变换器电压、 电流尖峰产生机理． 了几种常见的电压 讨论
电流尖峰抑｛ 措施 ； 出并设计 了一种能够有效抑制电压电流尖峰的 Ｂ ｃ ｌ ｉ ４ 提 ｕ ｋ变换电路拓扑，Ｓ ＩＥ仿 Ｐ ＰＣ
文章编号：０ １２０（ Ｏ） －０７０ １０—３３ ０７０ － ０— ５ ２ ２０
Ｒｅ ｔ ａ ｎ ｏ ｏｔ ｇ ｎｄ ｃ ｒ ｅ ｔｐ ａｋ ｉ ｕ ｋ ｏ ｖ ｒ ｅ ｓ ｄ ｆ ｒｓｉ ｌ ｔ ｇ ａ ｃ ｅ ｃｔ ｄ ｕ ｔａ ｏ ｉ ｓ ｒ ｉ ｆｖ ｌａ ｅ ａ ｕ ｒ ｎ ｅ ｂ ｃ ｃ ｎ ｅ ｔ ｒ ｕ ｅ ｏ ｌｍｕ ａ ｉ ｒ ・ｘ ｉ ｌｒ ｓ ｎ ｃ ｎ ｎ ｅ
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０ 前言
全控型功率半 导体开关器件如 Ｍ ｓ 阱 和 １Ｂ ０Ｆ ＧＴ
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等 ． 各 种 电 能变 换 系统 中 的 应 用越 来 越 广 泛 ． 其 在 而 小 ” 关 器件 所 承受 的 电 脏 １可 减
和电流尖峰可降低 所用 器件的额定电雎和电流 ． 提
高 开 器 件 的 有 效 利用 牢 同时 ＋ 电胀 和 电 溉 尖峰 电
真 和 实验 蛄 果 均 证 明 了谊 电路 拓 扑 的 可行 性 。 介 绍 的 电压 电流 尖峰 抑 刺措 拖 对 于其 他 电路 拓 扑 也 所
有一 定的参考和借鍪。
关键词 ： 寄生电感 ； 管反向恢复； 二极 电压 、 电流尖峰 ； 电磁干扰
中圈分类号 ：Ｐ０ Ｖ ４３
文献标识码： Ａ
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