高频开关电源变压器设计原理

分析了单管反激式开关电源的工作原理，提出了高频开关电源变压器工作过程中主要变量（原副方电流、电压、匝数比以及开关占空比）的计算方法，介绍了设计的几个基本规则．采用电流型双闭环ＰＷＭ控制器ＶＣ３８４２，给出了一种简单的他激式单管反激型开关电源的设计实例．实验结果表明，电源性能良好．     

电动汽车车载充电器辅助电源的高效设计

为了满足电动汽车车载充电器系统辅助电源要实现宽范围电压输入和多路隔离输出的实际需求,选择单端反激式多路输出作为辅助电源主电路拓扑,详细介绍了其主电路中高频变压器、RCD电路和输出电容设计步骤及参数确定依据.控制系统采用电压外环和电流内环相结合的控制方案,其中电流内环采用峰值电流控制,基于Iw1691控制芯片将自适应多模式控制和谷值开关控制相结合,减少开关管开关损耗,实现系统的高效运行.最后,通过系统仿真测试和样机测试证实设计方案的合理有效性.     

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...     

基于DSP风力发电逆变电源的研究

介绍了基于DSP风力发电逆变电源的控制系统。采用dsPIC33FJ128MC710A为控制核心,运用空间矢量脉宽调制(SVPWM)和软件PI调节技术得到较为理想的电压电流输出波形。采用电压外环电流内环双闭环控制系统,提高了系统的输出的精度和稳定性,改善了系统动态响应特性。实验表明,该系统输出稳定,波形畸变得到了较好地控制。     

模/数混合集成电路中的数字开关噪声分析

本文分析了静态CMOS逻辑开关在模/数混合集成电路中的开关特性、噪声特性和功耗及功耗延迟积等性能的影响,并用电流控制逻辑结构代替静态CMOS逻辑,实现低电压工作性能和峰值噪声电流下降.     

用于实现互联系统仿真的电源模块大信号模型

提出一种新的针对双环控制结构电源模块(含连续导通模式功率因数校正器模块和电流模式控制DC-DC模块)的大信号建模方法,目的在于克服互联系统单纯采用开关模型实现仿真时遇到的困难.该方法利用双环控制系统中内环响应速度快、外环控制器所给出的指令信号变化缓慢这一特点,将内环闭环传输特性用比例环节等效实现;利用平均意义下的瞬时功率平衡关系,用模拟主电路功率流动规律的代数运算单元替代含有复杂开关过程的主电路.以上方法简化了控制电路,避开了耗时的开关过程,最终使双环控制的开关系统转化成为单环控制的以连续平均量为变量的非线性系统.仿真结果表明,在保证准确反映电源模块端口特性的同时,采用本文模型仿真.较之采用开关模型,仿真速度显著加快.     

真空断路器直流操作电源电池充电单元设计

电池充电单元是真空断路器操作电源中的核心部件,事关整个电源系统的性能优劣.该设计提出了一种新型的电池充电单元,其功率转换环节采用反激式变换电路,可有效提高功率密度、减少系统体积和成本;控制环节基于UC3844型专用芯片,实现峰值电流控制模式,可有效提高系统运行性能.设计了专门功能电路,可实现电池充电三段模式转换功能和电池保护报警功能.实验室测试结果表明,所设计的电池充电单元输出电压精度较高,具有良好的静态和动态特性.     

基于定子磁链轨迹跟踪的优化PWM高性能闭环控制

在低开关频率下采用优化脉冲宽度调制(pulse width modulation, PWM) 可获得较小的谐波畸变, 但将其直接应用于高性能闭环控制系统时会引起PWM 波形紊乱和系统过流. 给出了一组离线求解得到的特定谐波消除脉宽调制(selected harmonic eliminated pulse width modulation, SHEPWM) 开关角, 分析了将优化PWM 应用于高性能闭环控制系统会造成系统过流的原因. 深入研究了基于定子磁链轨迹跟踪的优化PWM 闭环控制方案, 给出了一种结合SHEPWM 特点的脉冲实时修正策略, 实现了采用优化PWM 的磁链轨迹跟踪高性能控制. 通过三电平逆变器异步电机驱动系统的仿真实验验证了该策略的有效性. 结果表明,驱动系统在200∽300 Hz的低开关频率下获得了较小的电流谐波畸变, 同时具有快速动态响应能力.     

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.     

用电流控制逻辑降低模/数混合集成电路的噪声

本文分析了静态CMOS逻辑开关在模/数混合集成电路中的开关特性,噪声特性和功耗及功耗延迟等性能的影响,并用电流控制逻辑结构代替静态CMOS逻辑,实现低电压工作性能和峰值噪声电流下降近三个数量级     

三相光伏并网逆变器控制及其反孤岛效应

文章论述了三相光伏并网逆变器的控制系统设计及反孤岛效应策略。系统通过双闭环控制实现了并网逆变器的单位功率因数运行;对电流内环采用固定开关频率PWM控制方法,有利于滤波的设计和控制算法的实现;通过对电流内环和电压外环的典型系统设计,满足了电流跟踪的快速性要求和直流电压的抗扰性要求,结果证明了方案的合理性。     

三相电压型PWM整流器精确线性化和滑模控制研究

建立了同步旋转坐标系下的三相电压型PWM整流器(VSR)的非线性数学模型,针对有功电流和无功电流强耦合的特点,提出一种基于该坐标系下的电压和电流双闭环控制算法,其中电压外环采用滑模控制算法,电流内环采用状态反馈精确线性化控制策略,最后建立了仿真模型并与传统PI控制进行了对比仿真,结果表明,该复合控制方案结合了两者的优点,使VSR既具有变结构控制良好的鲁棒性,又能实现无功电流和有功电流的解耦控制,系统能保证很高的功率因数,输出电压恒定,能适应负载的扰动和非线性变化,具有很好的静动态性能。     

弹载电动舵机幂次滑模反演控制

针对高频响弹载电动舵机系统存在的齿隙非线性、参数时变、未知扰动等问题,提出一种幂次型快速Terminal滑模反演控制策略.设计连续可微函数逼近齿隙非线性环节的死区模型,建立拟合系统的状态空间模型并划分为3个子系统进行控制设计.采用反演控制思想设计快速幂次Terminal滑模控制器,内环采用直接转矩控制控制策略,提高响应速度.应用Lyapunov方法证明闭环系统跟踪误差的有限时间收敛特性,实现了对齿隙非线性的精确补偿.实验结果验证了所提出控制策略的有效性,与反演控制和PID控制策略相比,弹载电动舵机的控制精度、收敛速度及鲁棒性有显著提高.      

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。     

旋转直驱阀的双闭环模糊PID控制仿真分析

采用MATLAB平台进行建模仿真的方法, 利用位置环/电流环双闭环比例-积分-微分(PID)控制系统, 并与模糊控制相结合, 解决了航空发动机燃油调节系统的旋转直驱阀(RDDV)伺服系统存在液动力负载扰动, 严重影响系统的动态特性和稳定性的问题. 仿真结果表明： 在相同输入条件下, 采用模糊双闭环控制方法能在保证系统无超调的前提下显著缩短响应时间； 当存在扰动时, 能使系统更快地恢复到稳态.     

VSC-HVDC双积分滑模解耦控制器设计

针对传统的双闭环矢量电流控制(VCC)动态响应与解耦性能不佳、电流谐波畸变率高等不足,首先建立了VSC-HVDC系统在同步旋转坐标系中的暂态数学模型.然后结合直接功率控制(DPC)和积分滑模控制(ISMC)的特点,提出了双积分滑模直接功率控制(DISM-DPC)策略,设计以瞬时功率偏差为系统状态的双积分滑模面并推导了相应的解耦控制律.最后在PSCAD/EMTDC中建立系统的仿真模型.结果表明:此方法不仅实现了功率解耦,而且算法高效简捷,提高了系统的动静态品质和鲁棒性,并有效抑制了滑模控制因开关切换动作而产生的抖振现象.     

多电平并网逆变器谐波抑制设计策略研究

为提高并网系统的稳定性和获得高质量的并网电流,将简化的五电平逆变器拓扑电路应用于并网系统,采用T型滤波器滤波、电容电流内环,并网电流外环的双闭环控制提高系统稳定性．针对Pl控制的特点,研究在减小稳态误差和实现单位功率因数并网的参数条件．所设计的系统综合了五电平逆变器拓扑电路、双闭环控制、PI控制的优点,仿真试验验证了该设计的合理性、有效性和可行性．     

基于UC3842的反激变换器与斜波补偿

UC3842是高性能电流控制型脉宽调制(PWM)芯片,以其为核心的开关电源电路成本低廉,结构简单.但反激变换器在电流连续模式(CCM)下运行,占空比大于50%时,系统会在有扰动时发散或双闭环调节时产生分谐波振荡,使这类电源产品存在安全隐患.分析了系统控制不稳的原因,研制出能使扰动得以收敛的斜率补偿电路,电源能在小于0.1%的电压调整率,低于3%的负荷调整率的状态下,稳定运行.     

观测器补偿的永磁同步电机电流环多变量滑模控制

永磁同步电机电流环具有强耦合特性,提出了一种基于观测器补偿的多变量滑模电流环控制策略。该方法建立了一个含有不确定量的电流环控制模型,提出一种多变量滑模控制实现永磁同步电机的d-q轴电流解耦控制,可获得很好的电流响应性能;针对电机系统的参数摄动、负载扰动等因素,设计一种降阶观测器实现速度扰动补偿方法。同时,构造李雅普诺夫函数从理论上分析了系统稳定性的条件。经过永磁同步电机实验平台验证,与常规PI控制策略相比,本文所提出的方法获得更快的电机调速能力,更高的调速稳态精度,同时d-q轴电流响应过渡过程更短且精度更高。     

一种双环控制的恒压大电流弧焊逆变电源

针对传统CO2 焊接电源的单环控制、动态特性不好、工作不可靠等缺点 ,介绍了一种采用全桥逆变电路作为主电路 ,分别以电压反馈和变压器原边电流反馈作为外环、内环双环控制的恒压大电流弧焊逆变电源装置 ,阐明了它的工作原理 ,分析了这种基于PI调节的、以PWM控制器UC3846为核心的控制系统。实验证明 ,该逆变电源装置具有快速性和稳定性好、可靠性高和功率较大的优点。