开关延迟对Buck变换器分岔的影响

研究了电流模式控制Buck变换器由于开关延迟带来的分岔和混沌现象的变化.首先给出Buck变换器的数学模型,然后针对理想开关和3种典型开关延迟参数的情况,以理想输入直流电压为变量,通过计算机仿真得到不同的分岔和混沌现象,并给出了庞加莱截面图、电流和电压波形图.根据实验分析可知,随着开关延迟时间的增加,系统分岔现象将加剧,甚至导致系统不稳定.     

基于Wigner-Ville分布的CCM Buck变换器非线性分析方法

为了分析Buck变换器中的分岔和混沌现象,提出了一种基于Wigner-Ville分布的时频分析的方法.该方法以连续电流模式(CCM)的电压反馈型Buck变换器为研究对象,依据Buck变换器的工作特性推导出其状态方程,采用Matlab/Simulink建立CCM模式下Buck变换器的数学模型,采用Wigner-Ville分布的时频图作为识别方法,分析在不同输入电压情况下Buck变换器出现倍周期分岔而导致混沌的现象.该方法可以识别和描述Buck变换器的动态过程,更好地分析DC/DC变换器中的谐波、噪声与混沌现象的关系,为改善DC/DC变换器性能奠定了基础.     

不连续运行模式电流型Buck-Boost变换器中的分岔和混沌

在不连续运行模式条件下，建立了分析电流反馈型Buck—Boost变换器中的分岔行为和混沌过程的分段离散迭代映射方程，得到了以输入电压E为参数的分岔图和相图．数值结果表明，工作于不连续模式下的电流反馈型Buck—Boost变换器会出现特有的一些非光滑分岔现象．例如，与光滑系统中典型的倍周期分岔不同的是，在周期1到周期2的倍周期分岔点附近，周期2轨道分枝不垂直于周期1轨道分枝，并且直接经周期6到达混沌态．     

电流反馈型Buck-Boost变换器的非线性动力学研究

首先建立了电流反馈型buck—boost变换器的精确离散化模型,然后研究了变换器在不连续模式下的非线性动力学行为．通过研究发现：电流反馈型Buck—Boost变换器在不连续模式下,出现了特有的分岔和混沌现象．     

电容电流模式Buck变换器的开环控制特性的动力学研究

电容电流反馈控制是一种新颖的控制技术,尚未有文献开展电容电流模式开关功率变换器的开环控制特性动力学研究。通过对三种开关状态的描述和不同开关状态内的时域求解,建立了电容电流模式Buck变换器的具有两条切换边界的二维精确离散时间模型。利用分岔图和最大Lyapunov指数谱等分析方法,揭示了负载电阻变化时电容电流模式Buck变换器的开环动力学行为。结果说明:在不同的负载电阻下,该变换器运行在正常的周期振荡、非正常的次谐波振荡即混沌等状态,尤其在部分负载电阻时,电容电流模式控制器失控,输出电压不能正常调节。此外,建立了PSIM电路仿真模型,并研制了相应的硬件电路。仿真和实验捕捉的时域波形和相轨图有效地验证了理论分析的正确性。     

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.     

电流模式控制Buck-Boost变换器建模及非线性现象仿真

根据电流模式控制下Buck-Boost变换器的工作特性,建立变换器的统一数学模型,并基于Matlab/Simulink 仿真软件,分别搭建工作于电流连续和电流断续模式下变换器的仿真模型.通过对电流连续模型进行仿真,揭示参考电流Iref和电感L在不同的工作情况下出现倍周期分叉并最终导致混沌的现象;对电流断续模型进行仿真,得出以输入电压E变化时的混沌相图,验证电流断续模式下混沌现象的存在性.同时为消除这2种模式下的混沌现象,引入PID控制器.仿真结果表明:通过设置适当的参数,可以有效地抑制变换器中的混沌现象.     

不连续电流型Buck-Boost变换器二参数分岔的数值研究

基于分段光滑映射方程，得到了输入电压E和负载电阻R同时变化时，不连续运行模式下电流型Buck—Boost变换器的二参数分岔动力学行为图，得到了发生分岔时映射雅可比矩阵特征值的跃变特征——以不连续的方式跳出复平面上的单位圆．结果表明，映射总有某个或某些轨道点位于相平面中不同区域的边界上，即映射随着输入电压和负载电阻的变化会发生边界碰撞分岔现象，如由周期态到周期态以及由周期态到混沌态的分岔．     

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.     

电容电流模式Buck变换器的开环控制特性动力学研究

电容电流反馈控制是一种新颖的控制技术,尚未有文献开展电容电流模式开关功率变换器的开环控制特性动力学研究。通过对三种开关状态的描述和不同开关状态内的时域求解,建立了电容电流模式Buck变换器的具有两条切换边界的二维精确离散时间模型。利用分岔图和最大Lyapunov指数谱等分析方法,揭示了负载电阻变化时电容电流模式Buck变换器的开环动力学行为。结果说明：在不同的负载电阻下,该变换器运行在正常的周期振荡、非正常的次谐波振荡即混沌等状态,尤其在部分负载电阻时,电容电流模式控制器失控,输出信号不能正常调节。此外,建立了PSIM电路仿真模型,并研制了相应的硬件电路,仿真和实验捕捉的时域波形和相轨图有效验证了理论分析的正确性。     

采用多输入DC/DC变换器实现对谐波和纹波的抑制

电子仪器和设备中的电源越来越广泛地采用开关方式的DC／DC变换器,以致于工频电源中高次谐波的含量增多,国际IEC对此作了限制．文中提出采用多输入的DC／DC变换器．抑制输入电流的高次谐波,获得良好效果用前馈控制和反馈控制相结合的办法,使输出电压的低频纹波,由单输人时的280mV左右降至80mV左右;同时使功率因数得到提高,从而降低了谐波失真系数．     

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.     

基于耦合电感低输入电流纹波高增益DC/DC变换器

针对如何提高增益和变换效率,并降低耦合电感型变换器的输入电流纹波问题,提出一种基于耦合电感 低输入电流纹波高增益DC/DC 变换器。通过引入无源零波纹电路,降低输入电流纹波,从而减小输入电流应 力; 同时,通过合理设计耦合电感变比,可实现变换器的高增益特性。通过理论分析和仿真实验结果表明, 该变换器的输入电流纹波大幅降低,并且所有开关管均实现了软开关,大大降低了开关损耗。同时,该变换器 各器件电压应力均远低于输出电压,有利于采用低耐压元件以降低导通损耗,提高变换器的性能。     

功率变换器中的混沌及控制方法

功率变换器由于其开关工作特性,变换器的拓扑结构不断变化.功率开关变换器被认为是一个固有开关非线性系统,因此其运行过程中必然存在着丰富的非线性现象,如分岔和混沌等.主要表现为诸如转速、转矩的间歇振荡,运行状态的突然崩溃,不明的电磁噪声等.针对功率变换器中的混沌现象,介绍了混沌的基本概念和基本特征,混沌的判别方法;综述了DC-DC功率变换器和电气传动系统中的混沌现象及控制方法;提出了如何利用混沌的某些特性,研究电气传动系统新的控制方法,设计新型的软开关变换器;最后,给出了新型混沌软开关变换器的工作原理及设计方法.指出功率变换器中的混沌研究是一很有发展前景的研究方向.     

2.45 GHz工业微波电源控制系统设计

2.45 GHz微波磁控管在工业与家用中被广泛使用.用半桥LLC谐振变换器作为主电路,以STM8嵌入式系统为核心设计了电源的数字化控制系统,并通过改变主电路开关管的开关频率与占空比实现有源功率因数校正(APFC)以及输出功率调节.电源的输出为恒功率控制,同时加入了对过温、过压、过流的诊断与调节控制算法.实验结果表明,该电源可安全可靠的工作在软开关状态;并以额定功率为1.2 k W的不同型号磁控管验证了电源的负载自适应能力;输出功率可在500 W~1 200 W之间变化,步进值为20 W;在额定工作状态下输入功率因数可达到0.98,电源的效率高于95%,该电源成本较低,且可实现多单元总线控制.     

永磁同步风力发电机组的不对称故障穿越控制策略

永磁同步风力发电机组在不对称电网故障下运行,将导致并网电流不对称、畸变,直流母线电压上升并含有2倍工频纹波等问题.为了提高永磁同步风力发电机组在不对称电网故障下的穿越能力,提出一种PMSG机组的控制策略:在网侧换流器的控制中采用电网负序电压前馈的方法来消除并网电流负序分量;在机侧换流器的控制中提出了一种新的发电机电磁功率跟踪控制思想,使发电机的输出功率跟踪网侧换流器的输出功率,消除了不对称故障情况下直流母线电压的2倍工频纹波和限制直流侧电压上升,避免直流母线电压波动超出电容电压的额定值.1 MW机组的仿真结果表明,所提出的控制策略可实现不对称故障穿越,验证了所提出控制策略的有效性.     

幅相控制三相交-直变流器的系统分析与设计

性能完备的交-直变流器需要提供良好的功率因数，以及很低的电流谐波，同时要求能量回馈电网。本文介绍的PWM控制方式下的电压型变流器具有上述优点，在幅相控制(PAC)方式下的电压源变流器的静态模型、动态模型、输入电流谐波和输出电压脉动等，并给出实现的方案及试验结果。