燃料电池汽车DC/DC变换器电磁兼容研究

针对燃料电池汽车DC/DC变换器电磁兼容特性问题，参照GB/T 18655—2018在电波暗室内针对实际的燃料电池汽车DC/DC变换器搭建了实验系统，对其进行传导发射以及辐射发射实验，获得燃料电池汽车DC/DC变换器正常工作时各线缆端口的干扰电流和参考点位置的电场强度.然后，通过测量获取实验系统中各部件的几何参数，建立燃料电池汽车DC/DC变换器的电磁仿真模型，将传导发射实验获取的干扰电流作为电磁仿真模型的激励信号.将该仿真所获得的参考点位置的电场强度与辐射发射实验所获取的参考点位置的电场强度进行对比，结果显示：仿真结果与实验结果的整体变化趋势一致，且高频段时的平均误差在5 dB左右，仅在低频段精确度相对较差，该燃料电池汽车DC/DC变换器电磁仿真模型较为可靠.最后，利用该电磁仿真模型对燃料电池汽车DC/DC变换器的辐射抗扰特性进行了分析，结果表明，在电场强度为30~100 V/m的平面波干扰情况下，燃料电池汽车DC/DC变换器的正常工作不会受到影响，满足电磁兼容性要求.     

基于BPNN-PID算法的改进型DC/DC变换器控制系统研究

为提高DC/DC变换器信号处理速度与控制精度,对隔离型H桥DC/DC变换器的主电路进行了改进,在其超前臂加箝位二极管,滞后臂加辅助网络,使变换器获得了良好的零电压开关效果;提出了基于BPNN-PID混合算法的隔离型H桥ZVS DC/DC变换器系统控制策略,对主电路与控制系统参数进行了设计,并对控制系统进行了建模与仿真,得到了稳态时的工作波形和负载突变时的动态响应波形。利用DSP TMS320LF2407快速数据处理平台对该控制系统进行了Matlab仿真和实验分析。结果表明该控制系统响应时间短、超调量小、控制性能优良,系统的稳定性得到了提高。     

应用于超级电容储能的开关准Z源双向DC/DC变换器研究

为了解决超级电容储能系统中超级电容升降压变换比较低以及输出电压波动较大的问题,同时在升压时提高充电速度,本文提出一种新颖的开关准Z源双向DC/DC变换器。该变换器添加了2个开关电容,升压过程中电压增益提升1/4,降压过程中降压系数减小1/5,并使开关管的电压应力降低1/5。论述了超级电容升压放电模式以及充电降压模式的工作过程,并设计了电压/电流双闭环升压控制策略,使输出电压波动小于0.98%,电感电流幅度减小0.82 A。同时设计恒电流转恒电压降压控制策略,提升9.26%充电速率。MATLAB仿真证明了所提变换器的特性和理论分析。     

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。     

一款48V八相交错并联Buck/Boost变换器的设计与分析

为了有效缓解能源短缺和环境污染的压力,48V轻度混合动力系统逐渐成为汽车行业研究热点之一。48V双向DC/DC变换器负责在48V轻度混合动力系统内转移能量,随着其输出功率的增加,传统双向Buck/Boost变换器的主要元器件实际可选范围小。根据多相交错并联双向Buck/Boost变换器工作原理及主要元器件实际市场情况,设计开发了一款48V八相交错并联双向DC/DC变换器。实际样机的工作效率测试结果与理论数据十分接近,充分验证了48V八相交错并联双向Buck/Boost变换器的设计及分析的正确性,研究成果能够满足整车企业对48V双向DC/DC变换器提出的功能需求及设计指标,具有一定的实际应用价值。     

并联DC/DC变换器交互影响分析

并联DC/DC变换器之间的交互影响给系统的稳定运行和电能质量带来负面影响。基于状态空间平均法建立了升压DC/DC变换器传递函数模型,基于所建立的模型和相对增益矩阵原理,提出了一种并联DC/DC变换器双闭环均流控制回路之间的交互影响的分析方法,能够分析并联DC/DC变换器双闭环控制回路之间的交互影响和系统频率、控制参数之间的关系。基于相对增益矩阵原理分析方法和时域仿真的一致性,验证了该分析方法的有效性。     

混联式PHEV中DC/DC变换器CM-EMI研究与抑制

直流/直流(DC/DC)变换器为混联式插电式混合动力汽车(PHEV)重要组成器件,同时也是混联式插电式混合动力汽车系统中最主要的电磁干扰(EMI)源之一。文中首先对混联式PHEV中所用的降压型DC/DC全桥变换器的工作原理和变换器中主要电磁干扰源进行了分析,其次分析建立了EMI预测模型并对共模电磁干扰(CM-EMI)作了理论推导,然后在Matlab软件上对产生的共模干扰进行仿真分析,研究了抑制CM-EMI的方法,最后从干扰源和耦合通道考虑,设计一种带有源钳位的移相控制ZVS-DC/DC全桥变换器和变压器外加补偿电容的方法对变换器中的CM-EMI进行抑制,搭建了采取抑制措施的变换器电路,并通过仿真与实验对该方法进行验证。结果表明,文中提出的抑制方法能有效减小DC/DC变换器中的共模传导电磁干扰,从而验证了该方法的正确性,而且变换器系统更具有电磁兼容性。     

平均电流模式DC/DC变换器均流控制方法

针对DC/DC变换器在并联时很容易出现输出电流不均的现象,介绍了一种利用均流线实现平均电流模式控制DC/DC的均流控制方法。小信号模型分析表明,采用这种控制方式时每一个模块都是个三环控制系统。对这种三环控制系统的电路参数选择原则进行了说明。并用三个BOOST电路模块构成的并联实验系统验证了这种控制方法。实验结果表明这种均流方法在动态和静态过程中的均流效果都非常好,而且并联系统的输出特性也比较平。     

四电平浮动交错Boost DC/DC变换器研究

提出一种高升压比浮动交错四电平DC/DC变换器(Four-level Floating-output Interleaved-input Boost DC/DC Converter, FL-FIBC).该变换器不仅可以实现高升压比，显著减小变换器输入电流纹波，而且开关管承受的电压应力仅为输入电压和输出电压之和的1/6,对其拓扑结构及其工作原理进行分析研究，针对非交错导通方式下输出电压纹波大的特点，提出交错导通方式.通过在MATLAB仿真中搭建仿真，验证了所设计控制器的有效性.     

DC/DC变换器电流模式数字控制电路研究

针对电压控制型开关电源是一个二阶的有条件的稳定系统,响应速度慢,稳定性不够,因此可在电压单闭环控制基础上增加电流控制环,形成双闭环控制系统,以提高系统的响应速度和稳定性.本文通过分析电流模式数字控制电路的静态和动态特性,建立了数字控制电流型PS-FB ZVS PWMDC/DC变换器闭环小信号模型和小信号传递函数模型,在...     

超级电容储能系统抑制直流牵引网压波动的研究

超级电容储能装置通过双向DC/DC变换器为列车提供牵引或者吸收再生制动能量,本文就车载超级电容储能系统的结构及充放电控制策略进行了研究,给出超级电容储能系统充放电控制策略,通过对其控制策略的仿真分析,验证了超级电容储能系统可以有效地防止城市轨道交通供电系统中电力负荷波动和再生失效等问题.     

基于RT-LAB的PET中间级直流变换器半实物仿真平台设计

隔离型双向DC/DC变换器是电力电子变压器(PET)的重要组成部分,其性能好坏将显著影响整个PET的功能.大功率隔离型双向DC/DC变换器多采用模块化串并联的方式实现.设计过程中存在控制复杂、研发周期长、测试困难等问题.本文基于RT-LAB搭建了包含模块化隔离型双向DC/DC变换器实际物理装置的半实物仿真平台,利用RT-LAB的控制功能及在线参数调试等特点对系统进行优化设计.实现了输入串联输出并联型DC/DC变换器均压均流控制策略.结果表明:该半实物仿真平台是研究模块化DC/DC变换器系统的有效方法.     

能量回收系统双向变换器控制建模及快速实现

城轨节能和稳定网压对能量回收系统控制提出较高要求。为快速设计其控制,提高开发效率,通过Simulink/Stateflow建立了基于超级电容的城轨能量回收系统模型来快速开发其控制算法,给出了Stateflow特点分析和优化建议。在简要描述算法模型功能和通过仿真验证算法后,自动生成了适合DSP的嵌入式代码。随后总结了基于DSP的快速开发流程,给出了加快控制开发迭代措施,对加快双向直流变换器过渡过程也做了简述。最后,试验验证了生成代码的有效性。这里的控制快速开发方法同样适用于城轨其它电力电子控制系统,对降低开发难度,加快进度有较好参考价值。     

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。     

电动汽车用直-直变换器及控制方法

结合燃料电池汽车 (FCV)的特殊应用场合 ,提出了一种结构简单、转换效率高的直 -直 (DC/DC)变换器拓扑 ,针对其特性及应用控制要求 ,提出一种旨在完成功率流分配的基本控制方法 ,并给出了仿真结果 .     

超级电容在电动车中的应用研究

介绍了超级电容的机理与特点,概述了国内外超级电容在电动车中的应用研究现状,通过分析比较超级电容在电动车中应用的拓扑结构及控制策略,设计了一种新型的超级电容-蓄电池复合电源电动车控制系统（包括一个双向DC／DC变换器和一个三相全桥逆变器）．实验结果表明,该复合电源电动车能兼顾蓄电池和超级电容的优点,可以更好地满足电动车启动和加速性能的要求,并能提高电动车制动能量回收的效率,增加续驶里程．以超级电容为惟一能源的电动车可以作为固定线路车使用,但配套设施还需要完善,所以发展趋势并不乐观．     

一种新的基于混沌的DC/DC变换器控制策略

工作在混沌状态的DC／DC变换器能够改善电路的电磁兼容性能(EMC)。该文首先分析了这种方法存在的不足，然后提出了一种新的DC／DC变换器混沌控制策略，仿真研究证明，这种控制策略扩展了电感电流的功率谱，减低了在开关频率上的电流分量，从而改善了DC／DC变换器的EMC性能。     

分层遗传算法在DC/DC变换器中的应用

DC／DC变换器为强非线性、时变及不确定系统．由于其自身的特点,使得DC／DC变换器的控制研究工作比较困难．文中提出一种用遗传算法优化的模糊控制器,控制DC／DC变换器．对传统的遗传算法进行改进．使之优化能力更好．由仿真和实际试验证明,经过改进的遗传算法优化的模糊控制器,对DC／DC变换器的控制效果更显著,动态特性和静态特性都得到进一步改善．同时说明所介绍的自适应遗传算法的寻优能力更好,收敛速度也更快．     

Boost-Buck型DC/DC变换器的滑模控制

文章基于 Boost- Buck电路 ,采用滑模变结构控制 ,设计了一个 1 .1 k W的升 -降压型 DC/DC变换器。该滑模控制器由两个独立的控制器组成 ,分别控制升压环节、降压环节 ,根据电路状态动态调节 ,互不影响。该控制方案能有效地克服输入电压、负载扰动及参数摄动 ,充分发挥了滑模控制快速响应、鲁棒性强等优点 ,并且实现简单、控制灵活 ,具有很好的实际应用价值。计算机仿真结果证实了理论分析与设计的正确性。