基于MATLAB设计电压型Buck变换器

本文基于电压控制型Buck电路提出了一种双极点双零点补偿网络控制器,用一对零点来抵消输出滤波器双重极点的谐振增益,通过建立Buck变换器的小信号等效电路模型,应用MATLAB对补偿器和整个电路进行了仿真分析,验证了理论分析与设计的正确性,设计的变换器在保持足够的稳定裕度下可获得较好的稳态和动态性能。     

峰值电流控制的有源纹波补偿Buck型LED驱动电源

为解决大功率LED照明中因电解电容导致的驱动电源与LED的长寿命不匹配这一问题,提出了采用有源纹波补偿电路取代传统驱动电源中电解电容的方案.首先,选用带斜坡补偿的、峰值电流控制的Buck型电路作为主电路,建立了峰值电流控制模式下电流环的传递函数;然后,通过幅频特性和相频特性分析,得到了不同程度斜坡补偿下的电流环稳定情况.最后,设计了峰值电流模式控制的有源纹波补偿Buck型LED驱动电源的原型电路.仿真和实验结果证实了此电路的正确性和可靠性.     

改进型本安Buck变换器的分析与设计

提出了一种输出具有LC滤波电路的本安Buck变换器,使得在特定的电气性能指标要求下,可不提高变换器工作频率,但能减小变换器内部的电感量及电容量,达到提升该变换器本质安全性能的目的。深入分析了该拓扑电路在电感电流连续模式(CCM)时的输出纹波电压,指出输出纹波电压最大值是在输入电压最大,负载电阻为CCM与DCM的临界电阻时取得。根据最大输出纹波电压指标要求,在给定的动态范围内,得出了本安Buck变换器电感、电容参数的设计方法。为了说明改进型Buck变换器相比于传统型Buck变换器的优势,在相同的输出纹波电压指标要求下,对传统型及改进型Buck变换器的电感、电容取值进行了比较分析,得出所提出的改进型Buck变换器采用较小的电感、电容即可满足电气性能指标要求,因而可提高其本安性能。因此,通过在Buck变换器的输出附加LC滤波电路,不仅能有效提高本安Buck变换器的输出功率,还能减小其体积。给出了设计实例,仿真与实验结果验证了改进电路拓扑理论分析的正确性及减小目标电感、电容量的可行性。     

有源纹波补偿Buck型LED驱动电路及其小信号分析

针对在大功率LED照明中因滤波电解电容导致的驱动电源与LED的长寿命不匹配问题,提出一种有源纹波补偿的Buck型LED驱动电源.介绍了有源纹波补偿Buck电路的拓扑结构及工作原理,建立了该新型电路的小信号模型.通过对小信号模型进行相关分析,得到了输出电流的表达式,并由此得到了输出电流分别关于输入电压及占空比的传递函数.由传递函数一阶因子的幅频和相频特性分析可知,在设计电路时只要选择合适的参数,就可以将输入扰动完全滤除,使得输出电流为直流.最后通过仿真和实验证实了上述新型电路及其小信号模型的正确性.     

电压型非理想Buck变换器的DCM模式建模与仿真

文章对DCM模式下的非理想Buck变换器进行全阶建模,提高了模型的精度,在此基础上,针对Buck变换器开环系统动态响应慢、相位裕度差等缺点,设计相应的PID控制网络。通过比较补偿前、后控制-输出传递函数的频域仿真,证明所设计的控制器能够改善Buck开环变换器的性能;通过在Simulink中对电路模型和实际电路的仿真比较,验证了文中建模方法的可行性,从而为DC-DC变换器及系统控制电路的设计提供了理论依据。     

矿井直流提升机TCR无功补偿系统的MATLAB仿真

由于煤矿系统无功补偿和谐波污染问题日趋严重,设计了以矿井直流提升机为负载的TCR无功补偿系统.研究了TCR的工作原理,主电路联结特点,确定了各滤波器参数,并利用MATLAB仿真软件对无功补偿系统进行了仿真.仿真结果验证了设计的正确性,滤波效果良好,总谐波畸变率满足<公用电网谐波>标准的要求,为煤矿中的实际应用提供了理论基础.     

基于MATLAB的电力系统有源滤波器设计

本文针对于常见的三相整流电路产生的谐波,设计一个基于三相电路的瞬时无功功率理论的并联型有源电力滤波器,检测部分是利用ip-iq法检测出谐波电流,通过电流指令计算机电路计算出需补偿的电流;运用基于空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术作为控制方案,最后搭建MATLAB仿真模型,仿真结果表示,该方法可以有效检测谐波并有良好的谐波抑制和无功补偿效果。     

一种改进型ZCS PWM Buck变换器仿真研究

介绍了一种改进型零电流开关(Zero Current Switching,简称ZCS)脉宽调制(Pulse Width Modulated,简称PWM)Buck变换器,该Buck变换器能在整个周期范围内实现主开关管和辅助开关管的零电流开关(ZCS)和所有无源功率器件的零电压开关(ZVS),而且通过无源钳位电路彻底地消除了所有开关管的电压尖峰,并使得所有开关管的电流应力都很小.详细分析了该变换器的工作原理,并通过仿真验证了该电路的可行性.     

基于四开关Buck-Boost的三模式平滑切换控制策略

四开关Buck-Boost电路因其独特的优势适合应用在宽电压输入的场合。在传统的三模式切换控制策略中加以改进,提出一种带输入电压前馈的改进三模式切换控制策略,并推导了在各个模式下的前馈函数,使其可以在输入电压变化时能很好地稳定输出。通过检测输入电压自动判断使用不同的前馈回路。传统控制方法在Buck模式和Boost模式切换至Buck-Boost模式时,输出电压在切换点处会跳变,通过合理设置Buck模式和Boost模式的参考电压,使系统在模式切换时消除切换点处的电压跳变。在MATLAB/SIMLINK中搭建仿真模型,验证改进型三模式平滑切换控制策略的可行性。     

油田井下WPT系统磁耦合机构优化设计

为优化油田井下无线电能传输系统磁耦合机构,提出一种改进型螺线管型磁耦合机构,采用Maxwell电磁场仿真工具提出一种优化设计方法,并通过研究LCC-S高阶补偿拓扑的特性得到了LCC-S的补偿设计公式和主要电路特性,最后使用PSIM(Power Simulation)仿真软件通过闭环PI(Proportion Integration)控制验证了提出的耦合结构和补偿拓扑的设计可行性和正确性,结果表明,该磁耦合机构适合油井下供电场景。     

高精度锂离子电池组电压采集及SOC预测

为了进一步提高锂离子电池组单体电池电压采集精度和荷电状态(SOC)预测精度,设计了优化型串联母线电压采集系统和改进型灰色非等间隔灰色模型SOC预测。电压采集系统通过光耦电路把电池动态加载到母线上,利用74HC595移位控制寄存器实现单体电池电压采集,再经过信号转换、隔离电路处理后由STM32F103ZET6 AD模块处理;SOC预测通过MATLAB建立模型,模型中的参数辨识采用粒子群优化算法。仿真和实验表明,本文设计电压采集系统硬件电路和软件操作更为简化,采集精度更高,易于拓展,SOC预测方法准确性高,有很强的工程适用价值。     

体循环系统建模与仿真

根据流体网络与电气网络的等效关系,用电流表示血液的流动,用电阻表示血液流动的黏滞阻力,用电容表示血管的顺应性,用电感表示血流的惯性.采用1个时变电容和1个心肌电阻模拟左心室,建立了改进型五阶集总参数体循环系统电路模型.根据人体实际生理状况和临床数据制定模型参数,仿真健康心脏、不同部位病变导致的衰竭心脏的血流动力学特性,探讨了衰竭心脏的仿生控制机理,验证了所建模型的可行性.根据基础电路法列写状态方程,应用MATLAB软件进行仿真.结果表明:改进的左心室模型能全面地反映心脏的工作机理和功能,可以模拟健康状态血液动力学特性,通过改变参数又可以模拟因左心室弹性变化、外周阻力变化、心肌阻抗特性变化分别导致心衰的血流动力学特性.     

零电流开关Buck变换器混沌现象的研究

鉴于软开关DC/DC变换器的应用越来越广泛,由于谐振元件的存在使得变换器的混沌现象变得复杂.本文以Buck ZCS PWM变换器为具体研究对象.借鉴采用模块化的思想,简化了电压反馈控制方式零电流开关 Buck变换器工作状态的分析,建立了变换器不连续导电模式下的系统离散混沌数学模型,为进一步的理论分析和模拟仿真打下基础.根据系统稳定性判据确定了稳定工作区域,得出主要元件参数的稳定工作范围,设计了电压反馈控制Buck变换器的仿真电路,仿真结果验证了理论分析的正确性.     

LED汽车前照灯有源纹波补偿Buck型恒流驱动电源

针对一般照明LED驱动电源中输出滤波电解电容的寿命与LED的长寿命极不匹配的问题. 提出了一种有源纹波补偿的Buck型LED驱动电路. 电路中用有源纹波补偿支路替代输出滤波电解电容,抵消电感纹波电流,使LED灯组获得恒定直流,达到LED的理想驱动状态. 为了减小纹波补偿支路的损耗,必须控制电感电流的峰值和谷值,滞环电流控制可有效地满足这个要求. 设计和制作了输出功率为30 W的滞环电流控制、有源纹波补偿BUCK型LED驱动电源. 仿真和实验验证了上述新型电源的可行性.      

高精度锂离子电池组电压采集及荷电状态预测

为了进一步提高锂离子电池组单体电池电压采集精度和荷电状态(SOC)预测精度,设计了优化型串联母线电压采集系统和改进型灰色非等间隔灰色模型SOC预测。电压采集系统通过光耦电路把电池动态加载到母线上,利用74HC595移位控制寄存器实现单体电池电压采集;再经过信号转换、隔离电路处理后由STM32F103ZET6 AD模块处理。SOC预测通过MATLAB建立模型,模型中的参数辨识采用粒子群优化算法。仿真和实验表明,设计电压采集系统硬件电路和软件操作更为简化,采集精度更高,易于拓展,SOC预测方法准确性高,有很强的工程适用价值。     

基于感应加热电源的谐波治理研究

设计一种带有三相电源进线滤波器的超音频感应加热电源,重点解决感应加热电源谐波污染严重的问题,通过对有源滤波的研究,详细介绍一种改进型的电流谐波检测方法。改进后的有源滤波技术可以进一步提升滤波容量和补偿性能,使感性加热电源的谐波治理有更高的可控性和更迅速的响应性。并且阐述感应加热电源各个滤波环节的设计和参数计算,简单说明感应加热电源的拓扑结构。完成感应加热电源系统的设计和MATLAB的仿真,包括进线滤波器、三相桥式不控整流电路、逆变电源输入滤波电路、逆变电路和串联谐振负载电路,通过对电源线电流谐波治理前后的快速傅里叶分析,验证改进后电流谐波检测方法的有效性。     

基于PID控制的Buck变换器仿真系统设计

建立了Buck变换器和PID控制算法的数学模型,在此模型基础上,运用C#语言设计了基于PID控制的Buck变换器仿真系统.该系统与普通的仿真系统相比,可方便地修改仿真参数,且能够形象、直观地看出改变PID参数对Buck变换器输出电压的影响,节约了实际调试的时间.     

基于PID控制的Buck变换器仿真系统设计

建立了Buck变换器和PID控制算法的数学模型,在此模型基础上,运用C#语言设计了基于PID控制的Buck变换器仿真系统.该系统与普通的仿真系统相比,可方便地修改仿真参数,且能够形象、直观地看出改变PID参数对Buck变换器输出电压的影响,节约了实际调试的时间.     

一种大功率LED驱动电路的设计与研究

本文基于PT4115设计了一种可调光的Buck型大功率LED驱动电路,对其外围电路进行了优化设计,并针对负载电流热补偿和降低输出纹波进行了电路的改进.     

配网三相不平衡运行的无功补偿方法研究

在配电系统中,对于公用配电变压器由于使用对象为居民区或农村电网,不平衡现象特别严重。本课题主要是采用PWM控制技术的并联型有源电力滤波器通过仿真软件SIMULINK研究不平衡状态下的无功平衡补偿和谐波抑制。对并联型有源电力滤波器系统的电路结构、控制方法、工作原理、系统特性进行了分析和探讨,并利用MATLAB中的电力系统仿真工具箱对其进行了建模和仿真。并联型有源电力滤波器适用于多种负载条件下的无功补偿和谐波抑制,并能应用于电源电流畸变和不平衡条件下。稳态仿真结果表明,该方案具有很好的无功补偿效果、并且具有通用性。