双向DC/DC变换器的建模及多项式控制器设计

为满足开关电源对低压大电流的要求,达到减小输入输出电流纹波,提高工作频率,改善变换器的功率密度等目的.以三相交错并联磁集成双向DC/DC变换器为研究模型,制定了Buck模式下的控制目标,同时建立相应模式下的交流小信号模型,并设计多项式控制器从而实现控制目标,通过Matlab仿真软件对三通道交错并联磁集成双向Buck/Boost变换器的Buck运行模式进行仿真验证.研究结果表明:设计方法具有良好的鲁棒稳定性.     

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.     

基于峰值控制的交错Boost变换器建模与设计

交错Boost变换器作为中大功率开关电源前级PFC技术的核心部分,其数学建模对开关电源的设计至关重要。本文基于峰值电流控制技术,提出了一种交错Boost变换器的建模与设计方案。运用时间平均等效原理,导出了该方案的完整交流小信号模型,设计了控制器补偿网络,并制作了一台800 W的实验样机。测试结果表明,该方案具有峰值限流好、动态响应快、输出电压波动小等优点。     

电流反馈型Boost变换器的稳定性及分岔研究

根据电流反馈型Boost变换器的拓扑结构变化规律,建立了功率变换器在连续运行模式下的精确频闪映射模型与系统的不动点方程,运用非线性方程稳定性理论分析系统的失稳方式,采用数值方法分析了Boost变换器稳定性变化与各个参数的关系,并通过仿真实验观察研究Boost变换器的分岔与混沌行为.     

两种控制模式的开关变换器的动力学行为研究

DC-DC变换器是开关电源的核心部分,在各个领域有着广泛的应用.电压模式控制Buck变换器和电流模式控制Boost变换器是电力电子的非线性研究中两种重要的研究对象,它们都有着非常广泛的应用.以这两种模式控制的开关变换器为研究对象,通过对它们进行建模、分析和实验等证实其中存在着丰富的动力学行为,如分岔和混沌等,为实际的电路系统的稳定设计提供了理论指导.     

复合储能源Boost变换器建模及多项式控制

为提高用电设备所需的快速动态响应特性及变换器工作可靠性,采用多项式控制方法,研究复合电源储能系统Buck/Boost变换器的控制策略.分析了复合电源两通道交错并联磁集成Buck/Boost变换器的Boost工作模态,采用扰动法建立变换器动态小信号模型,得到占空比到电感电流的开环传递函数.设计了多项式能量管理控制器并对其参数进行整定.研究结果表明:多项式控制策略与传统PI控制方式相比,更能优化控制主电源与辅助电源间的功率分配,提高了控制系统的稳定性及动态特性.研究结论有助于双向变换系统有效控制的实现.     

电流模式Boost变换器中非线性现象的研究

利用分段光滑开关模型,通过MATLAB中simulink搭建模型并采用龙格-库塔(Runge-Kutia)算法,得到了电流模式Boost变换器的时域波形图及相图;利用精确离散迭代数学模型,通过MATLAB中M文件编程,得到了电流模式Boost变换器的庞加莱映射图及分叉图。在电流模式Boost变换器中选择不同的参考电流数值,采用这两种模型对不同的参考电流值进行仿真,两种仿真模型的工作状态是相同的,分别证明了电流模式Boost变换器中具有丰富的分叉与混沌现象,也就是非线性现象。     

考虑寄生参数和电感电流纹波的CCM模式Boost变换器建模

在考虑电子器件寄生参数及电感电流纹波的情况下,运用三端开关器件模型法和能量守恒法对Boost变换器工作于CCM模式下的精确建模进行研究,推导了大信号等效电路模型、稳态等效电路模型和小信号等效电路模型,并在一个实际的Boost变换器上对存在寄生参数和电感电流纹波的情况进行仿真和稳态性能、动态特性分析。结果表明,此研究能够改善实际Boost变换器设计和系统性能。     

基于Matlab的电流控制Boost变换器中分叉现象的仿真

采用同步切换映射(S-开关映射)推导出工作在连续电流模式下的电流控制Boost变换器的精确离散数学模型,并通过Matlab应用该数学模型对变换器进行数值仿真,揭示了变换器中电感电流在不同的工的情况下出现倍周期分叉并最终通向混沌的现象,为同类电源的设计提供理论依据.     

基于状态空间平均法分析BOOST变换器的稳定性

本文通过状态空间平均法得到了Boost变换器的占空比到输出的传递函数,从而进一步得到了Boost变换器的开环传递函数,并初步探讨了这类开关电源的稳定性分析方法,对Boost变换器的设计具有一定的指导作用。     

Boost型ZVT-APFC电路的实验研究

零电压转换(ZVT)变换器是一种性能优良的软开关电路，与一般的零电压准谐振电路相比，其功率开关管的谐振电压应力较小。对Boost型的ZVT软开关电路及其改进型电路进行了比较，推导出工作过程的各种状态，并设计了应用UC3855 APFC的控制芯片的ZVT单相整流电源，给出了仿真、实验结果和主要参数的设计。实验表明，该电源具有损耗低、效率高、开关噪音小等优点。     

基于平均电流控制的升压式PFC研究

Boost功率因数校正(Power Factor Conection,PFC)变换器广泛存在于各种开关电源当中以提高对电能的利用率,为进一步优化BoostPFC变换器的性能,在平均电流控制方式的基础上加入了占空比前馈控制环节;首先介绍了Boost PFC变换器的工作原理以及平均电流控制方式的控制原理,然后对电感与输出电容的计算作出分析,再在MATLAB/SIMULINK中搭建加入占空比前馈控制后的电路模型并进行仿真实验,最后对仿真结果进行分析;结果表明:加入占空比前馈控制后系统的功率因数有所提高,在一定程度上降低了输入电流的总谐波畸变率,且增加了系统的稳定性。     

单相Boost型APFC电路的设计及仿真研究

根据Boost变换器的特点和要求,设计了一个具体、实用的带有源功率因数校正(APFC)功能的开关电源电路,并运用仿真软件MATLAB/Simulink,建立Boost主电路和控制电路的仿真模型.仿真结果证明:平均电流控制的单相Boost型APFC电路,完全能够达到整流、高输入功率因数、升压、稳压、低纹波的目标.     

L6562实现的无桥BoostPFC电路

在无桥Boost功率因数校正(PFC)电路的基础上,提出了具有高效率、高功率因数的新型无桥Boost功率因数校正电路拓扑,在理论分析的基础上应用Saber进行仿真验证。设计1台85~132 V交流输入,380 V/35 W输出的实验样机。样机采用L6562芯片实现临界导通模式的功率因数校正,进一步验证该无桥变换器的良好电气特性。     

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TMS320F2812软开关技术的开关电源设计

针对目前开关电源滞后臂谐振能量不足难以实现零电压零电流开关（ZVZCS）的问题,本文基于DSP的控制芯片TMS320F2812,在移相全桥变换器电路的滞后臂串联二极管,利用PID控制技术,采用PWM移相全桥软开关技术控制开关电源的开关器件,在宽电压输入的情况下很好地实现了软开关,MATLAB仿真结果表明设计出的软开关技术开关电源具有较高的输出精度、快速的动态响应和很小的超调量等优点．     

影响STATCOM核心开关器件的关键问题

功率开关器件的有效控制是影响STATCOM运行性能的关键因素,因此,对大功率开关器件的本身特性的研究至关重要.通过对IGBT的试验及仿真和计算,讨论了STATCOM的核心器件IGBT的不同开关频率对设备电流波形正弦性、谐波、功率器件损耗,以及硬件电路产生影响;IGBT驱动取能对直流侧电容电压平衡产生影响,驱动电路单管反激式开关电源存在单管反击变换器易被击穿的问题;驱动电路的设计除采用栅压保护,还需采用软硬件防止CPLD在强的电磁干扰下产生误动作.     

风力发电系统中直流辅助电源的设计与仿真

为了满足风力发电系统中各监测单元模块对供电系统的需求,设计了一款多输出直流(direct current, DC)辅助开关电源。根据辅助电源参数的具体要求,理论分析并设计了DC-DC高频反激变压器;选用稳压管TL431、光电耦合器PC817以及UC2842控制芯片,实现对输出电压的采集、输入电流的采样以及功率MOS(metal, oxide, semiconductor)管的驱动;搭建了一款输出电压为5、15、24 V的多输出双闭环控制的反激开关电源电路,并利用Saber软件对设计的直流辅助开关电源电路进行了仿真。仿真结果表明:设计的多输出直流辅助开关电源的输出电压、占空比以及开关频率符合设计要求,其值均在设计要求精度的10%以内。可见设计辅助电源电路中所采用的方法简单有效,且电路各元器件参数值的选取合理,其方法和结果可在后续直流辅助电源系统电路的硬件开发中为各元器件参数的优化提供参考依据。     

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。     

基于DSP的静态切换开关研究与设计

为了保证对重要负载供电的连续性,满足高新技术产品对供电质量提出的越来越严格的技术要求,介绍了一种性能完善的新型智能数字式静态开关。它主要包括两路不间断交流电源输入输出检测电路、DSP芯片控制电路、数字触发电路、LC桥式谐振换流电路,采用dq0变换对电能质量信号辨识。结合静态开关原理,着重对数字触发电路和LC谐振换流电路进行分析。通过样机测试,切换时间较短,两路电源电压以及负载电流近似不变。期间DSP芯片作出相应的状态报警显示以及与外部通信。