断续导通模式的Buck变换器反步滑模控制

为进一步提高Buck变换器的控制性能,针对Buck变换器的非线性特性,考虑其在电感电流断续导通模式下的数学模型,采用反步滑模法设计了闭环控制器.基于系统生成器提出了数字控制器的实现方法,分析了其负载扰动和电源扰动特性.与PI控制方式相比较,在Buck变换器的启动阶段,采用反步滑模控制器的系统输出电压的上升速度快、调节时间短、超调小,当Buck变换器的负载和电源参数发生突变时,反步滑模控制的输出电压能够及时调整、扰动幅度小.比较结果表明反步滑模控制的优越性和SG设计开发的有效性,为现场可编程门阵列实现Buck变换器的数字控制器提供了新的设计流程,也为进一步研究其它直流-直流变换器的非线性控制提供了新思路.     

电流源型半桥变换器的鲁棒控制

为抑制电流源型半桥变换器升压过程中的干扰信号,提出一种基于相似反对称结构设计的鲁棒控制方案.通过分析开关模式和工作过程,并考虑电源电压波动和负载扰动的影响,采用状态空间平均法建立带有不确定项的数学模型.利用相似反对称结构的逆推方法设计闭环控制器,保证了直流母线电压的稳定,并通过李亚普诺夫理论分析系统的动态性能,得到系统快速性的调节方法.仿真结果表明,该方案不仅对不确定性具有较好的鲁棒性,且对外部扰动具有较强的抑制作用.     

基于广义状态空间平均法单相功率因数校正的建模与仿真

功率因数校正(PFC)技术可以在解决由整流装置接入所引起的谐波污染问题上发挥重要作用。状态空间平均法已成功应用于脉宽调制功率变换器电路中;但是在开关变换器电路中有其自身的局限性。在分析升压电路(Boost)型PFC电路工作原理的基础上,利用广义状态空间平均法建立了较传统建模方式精确度较高的小信号数学模型;并与状态空间平均法创建的模型比较。利用该模型在Matlab上设计了双闭环PI调节器的参数。最后通过Matlab仿真验证了该模型的准确性和控制器的可行性。     

三电平直流变换器平衡中点电位的双移相PWM控制研究

在分析中频中压大容量三电平H桥直流变换器的电路拓扑和工作原理的基础上,针对中点电位波动问题,提出了一种双移相脉宽调制(PWM)复合控制策略。将原来只有单一移相角的移相PWM变为具有双移相角的移相PWM,从而造成调制不对称来对中点电位进行调节。分析了采用双移相PWM方法能够平衡中点电位能力的边界,设计了三电平H桥直流变换器的双移相PWM复合控制器,并结合传统单移相PWM控制器进行了对比实验研究。结果表明:负载电流流过中点是造成中点电位波动的原因;双移相PWM能够产生不对称PWM控制脉冲来实现中点电位的调节,且随着负载程度的增加调节能力逐渐增强;基于双移相PWM的复合控制策略能够较好地实现平衡中点电位控制,且具有较好的动态性能。     

PCMC Boost变换器与EMI滤波器的级联设计

为避免电磁干扰(EMI)滤波器与峰值电流模式控制下Boost变换器级联时的性能下降,同时保持级联后的稳定性和动态性,提出利用状态空间平均法来构造Boost变换器的小信号模型,以获得阻抗等传递函数集;设计了使变换器环路增益具有4 kHz的控制带宽和67°的相位裕度的比例积分(PI)控制器;在Matlab上设计的EMI滤波器达到相关标准规定的噪声抑制,通过图形化阻抗比判据结合奈奎斯特稳定判据来评估级联系统的稳定性,并对构成闭环的级联系统进行了仿真和建模.仿真和实验结果证明,文中设计的级联型EMI滤波器不仅能抑制噪声电流,达到欧盟EMC标准,而且保持了级联系统的稳定,动态性能良好,从而提供了一个在PCMC Boost变换器应用的解决方案.     

隔离式双闭环开关电源的系统分析与实验

针对单闭环结构的开关电源受外界干扰时的动态响应速度慢,严重时会造成系统的不稳定问题,采用UC3842电流控制模式控制器,设计了一种基于电流型PWM(Pulse Width Modulation)控制技术的单端反激式隔离开关稳压电源.采用连续建模的状态空问平均法,建立了小信号模型,并利用控制理论,对双闭环反馈控制下的反激式变换器进行了补偿和稳定性分析,分析了其频域特性与系统性能指标之间的关系.实验结果表明:该系统具有快速限流特性,使高频变压器功耗和开关管功耗下降,系统动态响应的快速性和稳定性较好.     

基于标幺值法的三相PWM整流电源

采用DSP2407控制器、基于标幺值法及电流解耦控制完成了三相两电平PWM整流电源的研制。对基于开关模式的单闭环定频控制和双闭环解耦控制的控制效果进行了分析对比。为了保证整流器系统的稳定,有精确恒定的直流输出电压及良好的网侧电流波形和单位功率因数,提出采用比例调节器代替积分调节器,简化了双闭环解耦电流控制器的设计。实验和仿真结果表明,该控制方案正确、可行,系统性能稳定,闭环参数调整及DSP软件编程简单易行。     

推挽式DC/DC开关电源的设计与校正

文章给出了应用状态空间平均法所建立的推挽式DC/DC变换器的动态小信号数学模型,得出了闭环系统框图和传递函数.并在此基础上应用自动控制理论设计和校正了一系统.分析了比例校正方式对系统性能的影响,并展望了对系统性能更好的校正方式.仿真结果表明了小信号数学模型的正确性和实用性.     

基于智能功率模块的开关磁阻电机控制器设计

针对开关磁阻电机控制器采用分立功率元件外围驱动电路复杂,可靠性较低的状况,本控制器系统功率变换器采用基于智能功率模块的＂H＂桥式主电路,与采用分立的功率器件相比,硬件电路更为简单可靠,改善了电机工作性能.同时,电机在低速和中速阶段采用不同的斩波模式,改善了电机运行效果.在调速控制方法上采用转速外环,电流内环的双闭环PI...     

推挽式双向DC/DC变换器建模与控制器设计

本文针对推挽式双向DC/DC变换器中传输电感电流一个开关周期内的平均值为零,无法直接用状态空间模型描述的问题,提出一种新型的模态平均分级建模方法,通过将模态平均电流代替周期平均电流,同时遵循功率守恒的准则,将原电路解耦为前、后两级分别建模,得到变换器低阶非耦合的小信号数学模型。然后,设计以控制箝位电容电压为目标的电压电流双闭环控制器和以控制输出电压为目标的移相环控制器,并从优化系统动静态性能出发对控制器参数进行了详细的分析和设计。最后,在PSIM中搭建仿真模型,验证了所建立小信号模型的准确性和所设计控制器的有效性。     

DC—DC变换器的设计

本文叙述了心电图机电源板中ＤＣ－ＤＣ电路和充电电路的成功设计     

采用DC/DC升压变换高速电机逆变器

为了解决启动逆变器供电蓄电池电压较低的问题,采用DC/DC反极性斩波电路来实现升压,不仅利于电压的调节,还有效减少了蓄电池的数量.在此基础上,再采用空间矢量脉冲宽度(SVPWM)控制策略来实现逆变,减少了谐波并且提高了能量转化的效率;把空间矢量分解到α、β轴平面直角坐标系,利用矩阵计算出各矢量的作用时间,简化了其求解问题;采用1Ms320LF2407作为控制CPU保证了系统实时性,仿真和实验结果验证了系统的可行性.     

高升压DC/DC变换器的研究

提出了一种高升压DC/DC(简称HS)变换器,它利用一种特殊的结构来实现升压,这种升压结构是由两个电感、一个电容和两个二极管构成.将这种特殊的升压结构和双开关升压直流变换器相结合,就构成了HS变换器,通过电感电容充放电来实现升压功能.另外,本文还提出了(Repeated HS,Re-HS)和(Generalized HS,G-HS)变换器.分析了HS变换器在CCM模式下的电压增益,并对其电压增益、开关应力以及电流尖波进行了深入研究,并与其他电路进行了比较,对比分析验证了HS变换器具有高电压增益、低电压应力和低电流尖波的特点.通过搭建HS变换器的实际电路,验证了所提拓扑的正确性.     

电动汽车双向DC/DC变换器的设计

采用全桥谐振C LCLC变换器和模糊PID控制的半桥Buck Boost变换器,组成两级式双向DC/DC变换器拓扑;并根据等效模型计算出谐振元件参数,即变压器的匝比为1∶1,输入输出电压为400 V,谐振电感为100 μH,谐振电容为253 μF,半桥Buck Boost变换器中的滤波电感为5 000 μH,滤波电容为127 μF。仿真结果表明,全桥谐振C LCLC谐振变换器输入电压与输出电压一致;模糊PID控制策略可有效降低充电状态下电压超调量,缩短调节时间,提高系统的抗扰动能力,说明所采用的设计工艺能有效提高电动汽车变换器的动态、稳态性能和抗扰动能力。     

一种隔离型双向软开关DC/DC变换器

针对双向DC/DC变换器存在的开关损耗高等问题,提出了一种新型的隔离型双向软开关DC/DC变换器。该变换器由对称的拓扑结构组成。在电感和变压器漏感的作用下,变换器中的开关元件能够在较大的负载范围内实现零电压开关,同时在脉宽调制的控制下,二极管实现了零电流关断。这些措施减小了开关损耗、电压电流应力以及电磁干扰。分析了工作原理和开关过程,研制了一台500 W的试验样机并进行了试验。试验结果证明:在轻载和重载的条件下,所有的开关管都能够零电压导通,同时二极管能够在电流为零(ZCS)的情况下自然关断。     

一种隔离式DC／DC变换器的研究

针对桥式电路和推挽式电路中存在的占空比丢失和变换器偏磁等问题,设计了一种新型DC／DC电路的拓扑结构,并对该电路的工作原理作了详细分析,最后得出了该电路的仿真和实验结果。     

DC/DC转换器中振荡器电路设计

振荡器是DC/DC的重要部件,采用双比较器的是振荡器恒流充放电的张弛振荡器。该振荡器输出方波和锯齿波,由恒定电流源、电容、比较器、RS触发器等组成。为了提高比较器的速度,专门在电路中跨接了一个二极管连接的NMOS管。为了减少对基准电压电路的影响,专门设计了独特的基极电流补偿电路。     

高频PWM DC/DC 转换器设计

设计了一种基于2．5μm 40V双极工艺的高频低功耗的PWM升压型DC／DC转换芯片．采用了恒定频率、电流模式的控制结构以提供优秀的电源和负载稳压．同时内部的电流监视电路可以保护功率开关以及连接到芯片上的外部元件．通过对开关脉冲宽度的调节，加快了升压速度，减小了稳压状态的输出纹波，提高了转换效率．仿真结果表明，在2．7～12．0V的输入电压范围内，芯片的开关频率为1．2MHz，开关电流限制值为1．2A，转换效率可达85％以上．使用很小体积的外围元件就可获得满意的输出纹波，在很小的电路板面积上产生大电流输出，降低了电路尺寸和成本．     

一种单端反激式功率叠加DC/DC变换器的设计

针对外置式大功率AC/DC电源的待机功耗较大的问题,提出一种全新的单端反激式功率叠加DC/DC变换器的设计方案。详细介绍了单端反激式功率叠加DC/DC变换器的工作原理。对其主要的器件进行设计和参数的计算,并给出了电路和相关波形。应用结果表明,该变换器可用于大功率场所,功率密度高、稳定性好、变换效率高,维护方便。     

ZVZCS-PWM-FB DC/DC变换器的研究

采用了一种新颖的零电压零电流开关(ZVZCS)PWM全桥移相DC/DC变换器,通过增加一个隔直电容和一个饱和电感的方法实现了变换器的软开关.详细地分析了该变换器的工作原理及相关重要参数的设计.现场试验表明,该系统工作稳定,性能可靠,效率高,体积小,功率器件IGBT的损耗明显得到了降低.拖尾电流得到有效抑制.