采用变结构控制改善DC-DC变换器的性能

提出将串并电容组合结构开关电容网络与传统Ｃｕｋ ＤＣ－ＤＣ变换器相结合,并采用变结构控制方法,令串并电容组合结构的阶数随输入电压而变化,以确保Ｃｕｋ ＤＣ－ＤＣ变换器在很宽的输入电压动态范围内普遍具有较高的转换效率,提出令开关电容ＤＣ－ＤＣ变换器的拓扑结构随着输入电压的变化而改变,从而解决了开关电容ＤＣ－ＤＣ变换器中输入电压动态范围和转换效率之间的矛盾。实验结果表明,提出的方法是可行的。     

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。     

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．     

非接触电能传输系统双模控制式交直交变换器

针对传统非接触电能传输系统中初级回路主电路的不足,提出了一种可工作于Buck和Boost2种控制模式的新型交直交变换器,该变换器不仅有效地解决了传统非接触电能传输系统中大容量滤波电容和DC/DC调压环节所引起的电流冲击、成本高、控制复杂等问题,而且通过2种模式的切换和其对应的开关管占空比的调节可实现输入电压大范围波动时的谐振电流恒幅控制。分析了该变换器的拓扑结构和工作原理,阐述了变换器在2种模式下的切换控制策略,并给出了仿真验证结果。     

一旋开关电容DC—DC变换器及其控制方法

提出一种不使用任何感性元件,仅由开关和电容组成的新型ＤＣ－ＤＣ变换器。该变换器采用适当的多级高阶串并电容组合结构取代传统的单级单电容,因而使各种电压变换比的ＤＣ－ＤＣ变换器都能获得较高效率,并可使升压变换与反极性变换同降压变换一样能方便实现。针对该变换器的控制问题,除ＰＷＭ调节外,还就逐压反馈控制,频率调节,以及针对数字系统的固定频率开环控制和级联低压差线性稳态器的方法等展开讨论;并就理论分析了提     

集成式车载充电器软启动控制策略研究

针对电动汽车车载充电模块后级高压DC/DC变换器启动时冲击电流较大、软启动控制算法过于复杂的问题,提出将车载充电模块后级高压输出DC/DC变换器与低压输出双向DC/DC变换器集成,共用高压侧电容、控制板和辅助电源;同时提出采用分段式软启动策略将低压电池通过双向DC/DC变换器给高压侧电容反向预充电。对该电路和软启动控制策略进行软件仿真,并搭建了一台6.6 kW实物验证,结果表明：该策略不仅能够减小启动冲击电流和开机时间,实现起来也更为简单,且节省了硬件电路,降低了体积、重量和成本,具有较好的应用前景和推广价值。     

非耦合开关电容Cuk DC-DC变换器

提出一种非耦合开关电容Ｃｕｋ ＤＣ－ＤＣ变换器（ＳＣ Ｃｕｋ ＤＣ－ＤＣ变换器（。与普通Ｃｕｋ ＤＣ－ＤＣ变换器相比,该变换器的输入输出电感可工作在非耦合状态。分析表明,即使开关工作在较大的导通比,该电路不需变压器也可实现大的输入输出电压比;当输入电感工作在ＤＣＭ,输出电感工作在ＣＣＭ时,该变换器可等效为一个Ｂｏｏｓｔ变换器和一个Ｂｕｃｋ变换器级联;开关电容网络的阶数即为普通Ｃｕｋ ＤＣ－ＤＣ变换     

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...     

基于双滞环空间矢量控制的电动机电子负载的研究

本文提出一种能量回馈式交流电子负载,主电路采用两个电压型PWM变换器构成的AC/DC/AC结构.前级PWM变换器实现异步电动机模拟功能,采用改进双滞环空间矢量控制方式,并进行预测来计算误差电流.后级PWM变换器实现能量回馈,采用电压外环、电流内环的双闭环控制方式,并结合模糊控制实现单位功率因数逆变.仿真结果表明,设计的电子负载可以对电动机动态特性精确模拟,具有较好的动态性能和抗干扰能力,并使能量以单位功率因数回馈电网,节约电能.     

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。     

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。     

基于APFC和谐振技术的高性能开关电源的设计与实现

提出了一种双级电路结构的开关电源设计方案。前级采用APFC电路,实现了低输入电流谐波;后级采用LLC谐振电路,利用变压器的励磁电感,可使变换器在宽输入范围内实现开关。试验结果证明,可实现较高的功率因数和效率。     

滤波电容的等效电感效应

对DC／DC变换器用状态空间平均法进行了建模分析及PSPICE仿真，讨论了滤波电容的等效串联电感ESL效应对变换器性能和稳定性的影响结果表明，ESL的引入将使变换器增加输出电压的纹波幅度，稳定性也有一定改善．在DC／DC变换器建模时应该考虑这一影响     

基于MMC的永磁同步电机驱动系统新型电容电压控制策略

为改善模块化多电平永磁同步电机驱动系统的控制性能,对变换器的双星半桥型拓扑结构进行改进,并建立上桥臂和下桥臂中子模块电容电压可变控制的原理分析模型,提出一种根据电机运行速度灵活调节变换器电容电压的新型控制策略,与传统控制方法下变换器的电容电压恒定相比,此新型策略为驱动系统多增加了一维控制量,使系统在灵活性和准确性控制方面得到了明显改善.在实验室中搭建了模块化五电平永磁同步电机驱动系统测试平台,实验结果表明,该新型电容电压控制策略能够有效地控制和调节变换器各个子模块的电容电压,有利于降低系统损耗和改善电机控制性能.      

基于滑模控制的Buck-Boost型AC-DC变换器

提出了一种基于滑模控制的Buck Boost型AC DC变换器。相对于现行的双环结构控制方式 ,滑模控制没有增加控制电路的复杂性 ,而且能得到近似为 1的输入功率因数 ,电路效率高。同时分别提出了针对输出直流电压以及输入交流电流的控制策略。对输入电流采用滑模控制以获取高功率因素 ,对输出电压 ,因其动态响应相对较慢 ,采用PI控制器调节。最后给出了仿真及实验结果 ,表明该电路具有高效率、高功率因数及低谐波畸变等特性     

一种新型的ZVS单级功率因数校正变换器

为了提高单级功率因数校正变换器的效率、减少抑制电磁干扰,文中通过把传统的Boost PFC变换器和非平衡半桥DC／DC变换器结合在一起,采用级联技术构造出一种新型的ZVS单级功率因数校正变换器．最后制做了样机并进行了实验验证．实验结果表明,这种电路具有结构简单、易控制、成本低等优点,可在实现高功率因数的同时实现全部功率开关管的软开关．     

一族开关电容DC-DC变换器及其控制方法

提出一种不使用任何感性元件、仅由开关和电容组成的新型ＤＣ－ＤＣ变换器。该变换器采用适当的多级高阶串并电容组合结构取代传统的单级单电容,因而使各种电压变换比的ＤＣ－ＤＣ变换器都能获得较高效率,并可使升压变换与反极性变换同降压变换一样能方便实现。针对该变换器的控制问题,除ＰＷＭ调节外,还就逐压反馈控制（ＶＴＣ）、频率调节（ＦＭ）、以及针对数字系统的固定频率开环控制和级联低压差线性稳压器的方法等展开讨论;并就理论分析提出了一种比传统的状态变量平均法及其他方法更加简单的等效电量关系法。     

峰值电流升压型PWM变换器内部补偿网络设计

分析了峰值电流升压型PWM变换器环路中极零点补偿对稳定性的影响.根据补偿原则,采用电容等效乘法电路,设计了一种应用于峰值电流升压型PWM变换器的内部补偿网络.利用模拟乘法电路的等效倍增功能,实现了补偿电容的最小化,使内部补偿成为可能.仿真结果表明:该补偿网络使变换器具有高稳定性,补偿后,输出电压的波纹很小,输出纹波电压仅在±8 mV范围内抖动,满足电压稳定输出的性能要求.     

基于FAN 9672的电源变换器设计

为了解决目前市场上电源变换器宽电压输入功率因数和功率均较小,而功率大、高功率因数的电源变换器要求输入电压范围又很小的问题,将主要用于PFC控制电路的芯片FAN9672应用于大功率升压变换电路,设计一款新型电源变换器.给出电路构成框图及各单元电路的详细设计方式,论述了整机工作过程,并进行了电路参数测试.检测结果表明,该电...     

一种交错式新型多输入高增益Boost变换器

由于传统Boost电路只能对单一输入源实施变换,且有升压能力不足、开关器件电压应力高的缺陷,难以满足光伏发电系统前端发电单元模块多、电池输出电压低的实际需求。通过电路拓扑推演,以传统Boost电路为基底,运用交错式控制技术,提出了一种新型的可适用于光伏发电系统前端的多路输入高增益Boost变换器。基于该变换器电路,对2路输入的变换器开展了原理分析与性能分析,并将分析结果推广至多路输入,揭示了变换器提高电压增益、实现多路输入源变换的机理。为验证理论分析的正确性,搭建了一个3路输入的变换器电路实验系统,结果表明,较之传统Boost电路,所提变换器具有电压升压比高、开关器件电压应力低、可实现多输入联合供电的特点。