三电平直流变换器平衡中点电位的双移相PWM控制研究

在分析中频中压大容量三电平H桥直流变换器的电路拓扑和工作原理的基础上,针对中点电位波动问题,提出了一种双移相脉宽调制(PWM)复合控制策略。将原来只有单一移相角的移相PWM变为具有双移相角的移相PWM,从而造成调制不对称来对中点电位进行调节。分析了采用双移相PWM方法能够平衡中点电位能力的边界,设计了三电平H桥直流变换器的双移相PWM复合控制器,并结合传统单移相PWM控制器进行了对比实验研究。结果表明:负载电流流过中点是造成中点电位波动的原因;双移相PWM能够产生不对称PWM控制脉冲来实现中点电位的调节,且随着负载程度的增加调节能力逐渐增强;基于双移相PWM的复合控制策略能够较好地实现平衡中点电位控制,且具有较好的动态性能。     

悬浮电容式五电平变频PWM控制器设计

为了解决悬浮电容式多电平逆变器控制中所存在的电压平衡控制困难和冗余开关选择复杂的问题,采用一种直接脉冲宽度调制(PWM)算法和以电压级差为控制目标的电压平衡策略,设计了一台基于数字信号处理芯片(DSP)和现场可编程门极阵列(FPGA)的悬浮电容式五电平变频PWM控制器。该控制策略具有物理概念清晰、实现简单的突出优点。给出了所采用的直接PWM算法的原理、控制器设计的方案以及该控制器在380V/8kW悬浮电容式五电平逆变器样机上的电压、电流实验结果与频谱分析结果。实验结果表明:该设计方案具有理想的电压平衡能力和良好的输出谐波性能。     

一种新型级联多电平逆变器SVPWM控制

H桥级联多电平逆变器调速系统中,由于电压矢量数目过多而带来参考矢量计算困难及电压矢量优化选择问题,在对多电平系统电压矢量的特点和规律进行深入分析的基础上,提出了一种新型的电压空间矢量控制算法。基于这种算法能够很容易确定参考电压矢量的位置和各矢量的作用时间,并且计算的复杂度不受逆变器电平数的影响,可以用在任何高电平级联型H桥逆变器中。通过五级H桥级联型逆变器驱动系统的仿真及实验验证了这种方法的有效性。     

NPC三电平逆变器SHE-PWM开关模式

文章以中点钳位型三电平逆变器为模型,在介绍SHE-PWM原理的基础上,采用同伦算法对非线性方程组求解,求取SHE-PWM的开关角度,进行NPC逆变器消谐模型的求解,具有收敛范围宽、收敛速度快等优点;用MatLab/Simulink仿真研究了谐波消除的效果,并用IGBT搭建了三电平逆变器实验电路模型,对SHE-PWM的谐波消除效果进行了验证;实验结果证明了基于同伦模型的NPC三电平逆变器SHE-PWM方法的有效性.     

基于脉冲波形积分法的三电平变换器的统一建模

针对三电平DC-DC变换器开关数目多,开关模态复杂,难以用传统建模方法对之进行统一建模,用脉冲波形积分法对三电平DC-DC变换器进行建模分析,得到了有效的统一模型．文中以Buck三电平DC-DC变换器为例,详细阐明了统一建模原理,并给出了三电平DC-DC变换器的统一建模方法．仿真分析与实验验证了理论分析的结果,表明基于脉冲波形积分法对三电平DC-DC变换器进行统一建模是行之有效的．     

基于遗传算法的三电平逆变器SHEPWM方法的研究

针对中点钳位型三电平逆变器SHEPWM开关角度的求解问题,提出采用遗传算法对三电平NPC逆变器消谐模型的非线性超越方程组进行求解的方法.该方法在求解消谐模型非线性超越方程组时克服了传统数值方法的缺点,不需要给出方程的特定初值和预测在整个调制度范围内解的变化趋势,因此更易收敛和减小计算时间.用Matlab/Simulink仿真软件对三电平NPC逆变器SHEPWM 进行仿真研究,并利用FPGA和嵌入式计算机为核心控制器件构建实验平台进行实验研究,实现了在线SHEPWM控制.     

串联H桥多电平变频器电压空间矢量控制算法

为解决串联H桥多电平变频器调速系统中,由于电压矢量数目过多而带来的计算困难及电压矢量优化选择问题,在对多电平系统电压矢量的特点和规律进行深入分析的基础上,提出了一种简单、通用的电压空间矢量控制算法。该算法采用以线电压作为中间值的方法对输出电压矢量及其作用时间进行计算,采用大小开关状态相结合的方法对脉冲宽度调制(PWM)脉冲进行输出。该方法同时具有需要定时器数目少,占用内存少和实现简单的特点。实验结果表明该控制算法是正确和有效的。     

基于扩展描述函数法的直流变换器小信号建模与仿真

双向有源桥式电路、谐振类电路等拓扑由于不满足“直流小纹波”特性,因而无法应用开关电路等效法、状态空间平均法等最常用的方法来得到其小信号模型。要得到此类拓扑的小信号模型,必须采用其它的建模方法。扩展描述函数法[1]基于谐波平衡理论,将变换器中重要的交流成分作为主体,对其进行分析,进而得到变换器的近似等效小信号模型,十分方便简单。本文基于扩展描述函数法,针对上述电路拓扑分别进行了小信号模型的理论推导。仿真软件交流扫描分析得到的结果与理论结果相符。     

三电平双有源混合全桥DC-DC变换器最小回流功率控制

三电平双有源混合全桥(H-TLFB)DC-DC变换器通过引入三电平桥臂提高输入电压范围.针对该变换器在传统双重移相控制下具有较大的功率回流、较高的电流应力等问题,提出一种最小回流功率控制策略.首先分析H-TLFB DC-DC变换器功率传输特性,比较变换器在两种不同工作模式下回流功率值的大小,并根据回流功率与电压比、移相比、传输功率的数学关系,计算出回流功率达到最小时对应的最优移相比,并设计相应优化控制策略.与传统双重移相控制策略相比,最小回流功率控制策略下的回流功率可以在全功率传输范围内达到最小值,并且在一定的电压比范围内,回流功率、电流应力可以同时得到优化.最后,通过实验验证设计控制策略的正确性和可行性.     

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．     

Buck型DC DC变换器的滑模预测控制方法

针对Buck型DC DC变换器的滑模控制存在收敛速度慢、产生抖振等问题,设计一种新型的滑模预测控制方法。该方法应用矩阵变换和Schur补引理等技术,将滑模控制律的设计转化为优化问题,避免控制律的切换,从而抑制滑模控制的抖振现象,且由于优化过程能充分利用控制能量,使得输出能够更快收敛。变换器的线性化模型和非线性模型的仿真结果表明,所提出的控制方法不存在抖振问题,且相较于单纯的滑模控制、预测控制和已有的滑模预测控制,提出的滑模预测控制方法调节速度分别提升769%、520%、200%,负载突变后电压超调量分别减少732%、718%、526%,具有更快的调节性能和更强的鲁棒性。     

滑模控制双向Buck变换器的研究

针对滑模控制策略快速动态响应和良好的稳态特性，提出了基于滑模控制的双向同步Buck电路电感电流反向连续工作方式，并对滑模控制进行了深入分析，讨论了滑模的存在条件，确定了滑模面方程，结合滞环控制设计了滞环滑模控制器，滑模控制方案能有效克服系统参变量变化和外部扰动，充分发挥了快速响应和鲁棒性强的优点，最后给出了实验结果验证上述分析。     

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。     

一种新颖的DC/DC变换器的设计与实现

介绍了一种新颖的具有升降压功能的DC／DC变换器的设计与实现，具体地分析了该DC／DC变换器的设计(拓扑结构、工作模式和储能电感参数设计)，详细地阐述了该DC／DC变换器控制系统的原理和实现，最后给出了测试结果。     

DC/DC转换器中振荡器电路设计

振荡器是DC/DC的重要部件,采用双比较器的是振荡器恒流充放电的张弛振荡器。该振荡器输出方波和锯齿波,由恒定电流源、电容、比较器、RS触发器等组成。为了提高比较器的速度,专门在电路中跨接了一个二极管连接的NMOS管。为了减少对基准电压电路的影响,专门设计了独特的基极电流补偿电路。     

一种隔离式DC／DC变换器的研究

针对桥式电路和推挽式电路中存在的占空比丢失和变换器偏磁等问题,设计了一种新型DC／DC电路的拓扑结构,并对该电路的工作原理作了详细分析,最后得出了该电路的仿真和实验结果。     

升压型DC—DC直流变换器的仿真研究

本文建立了一种升压型DC/DC直流变换器的数学模型,并利用PSpice软件对这种DC/DC变换器进行仿真研究,分析其暂态和稳态的过程及性能。仿真研究表明,当电路元件RL=150Ω,L1=150μH,电路性能很好地满足输出电压的设计要求,从而为实际开关电源电路的设计提供有益的参考。     

ZVZCS-PWM-FB DC/DC变换器的研究

采用了一种新颖的零电压零电流开关(ZVZCS)PWM全桥移相DC/DC变换器,通过增加一个隔直电容和一个饱和电感的方法实现了变换器的软开关.详细地分析了该变换器的工作原理及相关重要参数的设计.现场试验表明,该系统工作稳定,性能可靠,效率高,体积小,功率器件IGBT的损耗明显得到了降低.拖尾电流得到有效抑制.