带恒功率负载的Boost变换器非线性控制

针对Boost变换器在带恒功率负载的情况下可能会导致系统不稳定的问题,采用基于端口受控耗散哈密顿模型的无源控制方法对带恒功率负载的Boost变换器进行控制,从而可以实现系统的大信号稳定.同时,本文引入自抗扰控制技术与无源控制相结合,以此来消除无源控制在系统受到扰动时产生的电压稳态误差问题.在Matlab/Simulink中搭建系统仿真模型,与PI结合无源控制、PI控制相比,本文所提控制策略下的系统动、稳态性能更好,有效增强了系统的鲁棒性,为带恒功率负载的变换器控制设计提供了新的思路.     

用于DC-DC变换器的非线性PID控制

由于经典PID控制对被控系统的参数摄动比较敏感,将非线性PID控制方法引入DC—DC变换器,可以使变换器具有很强的的鲁棒性、适应性和稳定性．以Buck—Boost变换器为例,给出了非线性PID控制的仿真模型,针对变换器输入电压波动、负载波动和内部参数摄动对输出电压的影响,分别作了仿真试验和分析．仿真结果表明,将非线性PID控制应用到Buck—Boost变换器中能够使得变换器对外部及其内部参数的摄动有良好适应性、此外,该控制还可以应用到其它类型的DC—DC变换器中。     

带恒功率负载的Boost变换器建模与稳定性分析

为了分析恒功率负载对直流变换器稳定性能的影响,以恒功率负载的产生机理为切入点,并将Boost变换器作为研究对象,采用状态空间平均法,搭建带恒功率负载的Boost变换器模型。伯德图和仿真结果皆表明,恒功率负载会使Boost变换器不稳定。     

一种用于光伏发电系统的Buck和Boost组合变换器研究

为适用于光伏发电系统宽范围的光伏阵列输出电压情况,将传统的Buck变换器与Boost变换器相结合,采用变换器合成的方式,研究了一种双开关Buck和Boost组合变换器.针对传统的Buck-Boost变换器控制比较复杂的缺点,根据该变换器的输入输出条件提出了三种工作模式,即Boost模式,Buck模式和临界模式.分析了该...     

随机PWM CCM Boost变换器非脆弱 H∞控制

对CCM Boost变换器引入两模态马尔科夫链稳态期望平均脉宽固定的随机PWM策略,首先推导建立变换器的离散随机跳变模型,然后基于随机跳变系统非脆弱 HH_∞控制理论为Boost变换器设计了非脆弱 HH_∞控制器,最后在Simulink仿真平台上设计仿真电路进行验证. 仿真结果表明,设计的控制器改善了Boost变换器的EMI品质,对控制器参数摄动表现出非脆弱性,整个变换器系统具有较好的鲁棒性.     

随机PWM CCM Boost变换器非脆弱H_∞控制

对CCM Boost变换器引入两模态马尔科夫链稳态期望平均脉宽固定的随机PWM策略,首先推导建立变换器的离散随机跳变模型,然后基于随机跳变系统非脆弱H∞控制理论为Boost变换器设计了非脆弱H∞控制器,最后在Simulink仿真平台上设计仿真电路进行验证.仿真结果表明,设计的控制器改善了Boost变换器的EMI品质,对控制器参数摄动表现出非脆弱性,整个变换器系统具有较好的鲁棒性.     

带二重积分滑模面的PWM电压滑模控制器设计

通过将PWM(脉冲宽度调制)控制与滑模变结构控制的优点结合起来,设计了一种带二重积分滑膜面的滑模控制器来控制二阶交错并联Boost开关功率变换器.滑模面附加积分项使滑模控制系统的运动方程与原阶数相同,改善系统的稳态性能.设计仿真电路对该控制器在Boost变换器连续工作模式下进行PSIM仿真,得出该控制器与传统控制器相比具有更好的动态特性:Boost的电压和电流纹波较小;输出电压对输入电压和输出负载有较强的鲁棒性;输出电压不随开关频率的变化而变化.     

基于UC3854的Boost电路的仿真与应用

有源功率因数校正技术对解决电源污染问题有着重要意义。本文引入建模分析法和状态空间法研究一种平均电流控制模式的Boost型功率因数校正技术,分析Boost变换器各个环节的电压、电流的变化情况,推导其状态方程,建立了Boost变换器的MATLAB仿真模型,并利用UC3854控制芯片,设计出一个基于平均电流控制模式的功率因数校正实验装置。仿真与实验结果的一致性表明该模型是有效的。     

基于双向变换器的光伏储能控制

光伏发电系统通过双向变换器引入储能环节进行控制,光伏电池发出的能量经DC-DC变换后供给直流母线侧负载,并通过双向变换器使用蓄电池进行能量管理.介绍了双向变换器的工作原理,分析了光伏电池、蓄电池和直流母线负载所消耗的能量处于不同状态时的系统能量管理策略.给出了基于Boost变换器的光伏电池最大功率跟踪的控制算法和基于双向变换器的蓄电池充放电控制算法,提出了一种改进的充电控制策略.以MATLAB/Simulink为仿真平台,搭建了该系统的仿真模型,并针对系统的各工作状态进行仿真研究,仿真试验结果验证了该系统控制算法的合理性和可行性.     

用于Boost变换器的无负载电流传感器滑模-预测控制策略

Boost变换器作为升压DC-DC变换器被广泛应用于光伏发电、储能及电动车领域。然而由于Boost变换器的右半平面零点的频域特性,传统的PI控制策略会限制变换器的动态性能,在较大负载突变的情况下造成较大的输出电压波动,进而造成过压或欠压故障;预测控制可以有效提高动态性能、避免调整控制参数以及可增加系统约束,但由于系统参数不匹配及对损耗的忽略会造成输出电压的稳态静差。为了减小负载突变带来的电压波动同时兼顾稳态特性,本文提出了无负载电流传感器的滑模-预测控制策略,外环采用滑模面生成电感电流指令值,内环采用无差拍预测控制,并使用了滑模观测器来观测电流。该控制策略不需要负载电流传感器,相比PI控制器,不仅可以同时减小负载突变时的输出电压波动和过渡时间,还可以有效限制稳态静差。实验验证了该套控制策略的性能优越性。     

一种新的电压高转换率的升压变流器

提出了一种新的具有高输入-输出电压转换率的升压变流器,该变流器含有两个升压电感和两个开关管,并采用一个耦合两个升压电感电流通道的辅助变压器,通过恒频控制可在较宽的负载范围和输入电压范围内实现对维持输出电压的调节。由一个1kW的实验原型电路证实了该变流器的性能。     

一种新型单级隔离式全桥软开关boost变换器

提出了一种新型隔离式软开关全桥boost变换器,软开关电路能有效地对桥臂上的电压尖峰进行箝位,并将漏感能量传递到负载端,可以实现所有开关管的零电压关断以及辅助开关管的零电流开通,提高了效率,最后给出了仿真结果.     

一种带输出谐振倍压的双电感隔离型Boost变换器

传统的燃料电池发电系统用DC/DC变换器拓扑主要是隔离型Boost变换器,其效率、增益和输入电流纹波都有一定瓶颈.为此,提出了一种新颖的带输出谐振倍压的双电感隔离型Boost变换器,变换器的输入侧采用双电感结构,输出侧采用谐振倍压结构实现了整流二极管的零电流关断.相比于传统的隔离型Boost变换器,所提出的拓扑的具有更小的输入电流纹波,同时变换器增益提高了1倍.给出了变换器的工作原理波形并进行了详细的模态分析,在此基础上完成了变换器的增益特性和输入电流纹波分析并给出了一种可行的变换器设计方法.最后研制了1台500 W的样机,满载效率为96.5%,样机实验结果验证了所提出拓扑的可行性和高效率功率变换的优点.     

带轻载变频模式的升压式DC-DC转换器设计

分析了传统升压式DC-DC转换器在全负载范围内实现高电源转换效率的局限性,在此基础上,提出了一种轻载检测和自适应变频机制.该技术无需额外的芯片管脚和器件,即能使转换器在电感电流断续模式下精确检测出负载状况.将所设计的升压式DC-DC转换器在CZ6H0.35μm标准CMOS工艺条件下进行仿真.结果表明,当负载电流发生变化时,转换器能够根据负载检测值的大小自适应地进行跳频变换.在负载电流为1mA的条件下,电源转换效率达到82%.系统环路能够在全负载范围内保持良好的稳定性,当负载电流以1.5μA/20μs跳变时,最大下冲和上冲电压分别为300和200mV,恢复时间分别只需80和60μs,版图面积约为1.26mm2.     

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。     

半桥式零电流转换谐振变换器的研究

对一种半桥式零电流转换谐振变换器 (HBZCTRC)电路拓扑结构进行了详细的分析 ,通过在开关桥臂增加有源辅助谐振网络的方法来实现变换器主开关绝缘栅双极性晶体管 (IGBT)的零电流关断。该变换器的零电流开关范围非常大 ,与负载无关。文中详细分析了它的工作原理 ,给出了在半个周期的主要电流电压波形和各个阶段的电路状态图。并分析了辅助谐振网络参数对变换器工作的影响。研制了一台采用半桥式零电流转换谐振变换器的主电路结构的 IGBT弧焊电源样机 ,实验验证了这种零电流变换器具有适应电压电流变化范围广的特点     

宽占空比交错控制的三绕组耦合电感DC/DC变换器

文章提出了一种新型交错连接三绕组耦合电感高增益DC/DC变换器。该变换器中,首先每个耦合电感的第二绕组分别与一个电容相串联构成准倍压单元,再与其原边绕组和主开关管S共同形成一相升压电路;其次每个耦合电感的第三绕组与该相开关管的钳位电容一起为另一相的准倍压单元进行充电,从而将两相电路进行交叉耦合;然后将耦合电感的原边进行交错并联。上述结构有以下优点:该变换器可以工作在较宽的占空比变化范围(0D1);每相电压和电流具有自动均分的功能;既能提高变换器的电压增益,又能降低功率器件的电压应力,同时具有灵活的高增益调整能力。笔者详细分析了所提变换器的工作原理,最后给出了实验结果以验证理论分析的正确性。     

具有有源缓冲电路的软开关脉宽调制式变流器

提出了一种新的零电压转换脉宽调制式(PWM)直流——直流变流器．该变流器加设了一个新的有源缓冲器．该变流器中所有半导体器件都能在精确的或接近于零电压开关(ZVS)或零电流开关(ZCS)的情况下开通和关断．主开关和主二极管中无附加的电压和电流应力出现，辅助开关和辅助二极管中出现的电压和电流应力也在容许值之内．该变流器结构简单，成本低，易于控制，在轻载条件下也能正常运行．文章详细分析了其工作原理，提出了有源缓冲单元电路的设计过程，并通过一个脉宽调制式升压变流器的实验原型验证了该变流器的预期工作原理和理论分析．在满输出功率情况下，其主开关的损耗和整个电路的损耗大大降低，由此提升了变流器的总效率。     

新颖的有限双极性控制ZVZCS PWM全桥变换器

讨论了一种新颖的有限双极性控制ZVZCS PWM DC／DC全桥变换器,通过在次级增加一个小电容和两个小二极管组成的简单辅助电路,为主开关提供实现ZVZCS开关条件,也为副边整流提供箝位电压．与以往的移相ZVS PWM全桥变换器相比,文中所提出的变换器具有辅助电路简单,负载范围宽、环流自适应调整等优点．详细分析了该变换器的工作原理及参数设计,通过一台2．5kW、100kHz模型的仿真实验,验证了变换器工作原理的正确性．     

一种新的双变压器的脉宽调制式DC-DC变换器

提出一种新的串接两个变压器的脉宽调制式(PWM)DC-DC变换器.此变换器中不设输出电感器.所有桥臂的开关能在整个宽负载范围内实现零电压开关(ZVS).阐述了该变换器的工作原理和设计实例,并通过实验结果证实了该变换器的设计性能.