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...     

带自动均流的DC/DC变换器并联模块的研究

分析和比较了几种DC/DC电源模块并联均流技术,介绍了Unitrode公司生产的UC3907芯片内部结构和功能。在此基础上,设计出一种基于UC3846和UC3907的带自动均流的大功率DC/DC变换器的控制电路。提出了在UC3907的14脚和6脚之间接一电阻,从而解决电源模块并联运行时主控与辅控交替的现象,有效控制每个电源模块均摊总负载电流。     

Boost升压变换器平均电流控制模式的仿真

Boost变换器的开环传递函数有一个位于右半平面的零点，使得使用单一的反馈电压环难以同时保证系统在受到某种扰动作用时，既有很好的动态品质又不致造成系统失稳．平均电流控制模式是提高Boost变换器稳定性和动态调节特性的有效方法．分析并推导了Boost变换器的平均电流控制模型，通过对系统的分析和仿真，其结果证明了所建模型的正确．     

Boost-Buck型DC/DC变换器的滑模控制

文章基于 Boost- Buck电路 ,采用滑模变结构控制 ,设计了一个 1 .1 k W的升 -降压型 DC/DC变换器。该滑模控制器由两个独立的控制器组成 ,分别控制升压环节、降压环节 ,根据电路状态动态调节 ,互不影响。该控制方案能有效地克服输入电压、负载扰动及参数摄动 ,充分发挥了滑模控制快速响应、鲁棒性强等优点 ,并且实现简单、控制灵活 ,具有很好的实际应用价值。计算机仿真结果证实了理论分析与设计的正确性。     

四电平浮动交错Boost DC/DC变换器研究

提出一种高升压比浮动交错四电平DC/DC变换器(Four-level Floating-output Interleaved-input Boost DC/DC Converter, FL-FIBC).该变换器不仅可以实现高升压比，显著减小变换器输入电流纹波，而且开关管承受的电压应力仅为输入电压和输出电压之和的1/6,对其拓扑结构及其工作原理进行分析研究，针对非交错导通方式下输出电压纹波大的特点，提出交错导通方式.通过在MATLAB仿真中搭建仿真，验证了所设计控制器的有效性.     

基于自适应虚拟阻抗的 DC-DC 变换器均流控制

在多DC-DC变换器并联系统中,经常采用环流反馈回路中引入虚拟阻抗的均流方法,此方法精度高且成本低,但当系统负载突变时均流精度会降低.针对虚拟阻抗法在负载突变时均流精度降低的问题,提出一种自适应匹配虚拟阻抗值实现均流的方法.仿真结果表明,在负载突变时自适应虚拟阻抗匹配法具有很好的均流效果,且不影响并联系统的稳定性和输出特性.     

LLC谐振式DC/DC变换器的研究与实现

基于基波分析法(FHA)对LLC谐振变换器进行建模分析,并以此为依据提出一种简化的参数设计方法.该方法根据谐振电路的二端口模型得到归一化工作频率和电压增益的关系,按照规定输入输出的要求确定电压增益后得到谐振工作频率,进而可以得到谐振电路的特性阻抗和谐振腔元件参数.利用Saber软件仿真和硬件实验验证了该方法的有效性,表明所设计的变换器可实现开关管的零电压开通和整流二极管的零电流关断,能够降低开关损耗,提高装置效率.     

不连续模式的PWM型DC/DC变换器的广义平均法

在统一模型的基础上，将多频平均方法应用于不连续电感电流导电模式开关变换器。利用这一方法，不仅可以得到稳态时的基波，而且可以得到各次谐波的大小。实例仿真表明，本方法具有计算精度高、逻辑性强、编程容易的优点，适用于开环和各种闭环控制系统的稳态求解和纹波分析。     

基于GPI控制算法的BUCK型DC/DC变换器

为了加快BUCK型DC/DC变换器的动态响应并且解决传统控制器中的参数整定问题,提出了一种广义比例积分(GPI)控制算法.首先讨论了BUCK型DC/DC变换器的状态空间模型;然后推导了GPI控制算法;算法估计了输出电压的变化率,采用迭代积分误差补偿器纠正估计误差和外部扰动可能带来的影响,并将其作为占空比设置的依据;最后对GPI算法进行仿真验证并且与传统PID控制器进行了比较.结果表明:负载电阻突变时,GPI算法可降低28%的输出超调,但并未显著减少调节时间;输入电压突变时,GPI算法减少了35%的输出超调和60%的调节时间.类似PID控制器,GPI算法只须要采样输出电压,因而具有较低的成本,提高了响应速度.     

DC/DC变换器中的斜坡补偿法扩展及其理论分析

针对峰值电流模式控制Boost变换器的动力学模型,详细分析了斜坡补偿法控制混沌的原理,并针对占空比D>50%时发生分叉的现象,将传统的锯齿波补偿控制混沌改为三角波扰动,通过仿真发现可以很好地控制混沌且控制结果可以得到原混沌吸引子中的不稳定周期1,而且可以找到最优扰动相位和最小扰动幅度。对此进行理论分析可以给出三角波有效控制的最优相移和幅度的预计,从而为变换器的稳定设计提供了理论指导,有一定的实用价值。     

提高峰值电流模DC/DC带载能力的限流设计

提出了一种新颖的提高峰值电流模DC/DC带载能力的限流设计,将斜坡补偿的采样电流放大信号与斜坡补偿的正温度系数电压信号相比较,代替传统的固定电压限流,消除斜坡补偿对带载能力的影响,并对采样结构的正温度特性进行温度补偿,提高了DC/DC转换器带载能力.该电路基于TSMC的0.25μm BCD工艺设计,投片测试结果表明:占空比在10%～80%变化时,电感电流最大值相对变化量小于5%;温度在-40～120℃变化时,电感电流最大值相对变化量小于6.5%.     

用于混合动力汽车的软开关双向DC/DC变换器

双向DC/DC变换器作为混合动力汽车能量管理系统的核心,在混合动力汽车能量双向转换控制中起到关键作用。根据混合动力汽车对双向DC/DC变换器的要求,选取双向Buck/Boost变换器作为主电路拓扑,减小了重量与体积、提高了系统的工作效率,同时采用半导体软开关技术有效减小开关损耗。推导出变换器在不同工作模式时的动态模型,并对相应模式下的控制器进行设计,提高了系统的稳定性和动态响应速度。最后,仿真和实验结果验证了理论分析的正确性。     

升压变换器的电流环预测控制算法

通过数学分析建立了升压变换器的电压控制外环、电流控制内环的系统模型,提出了一种电流预测控制算法,将电压控制器产生的电流指令作为电流预测值使用,以提高变换器的动静态特性.建立了基于SaberDesigner平台的系统控制仿真模型,在相同的实验条件下,对系统电流内环分别采用预测控制算法与普通PI控制算法进行仿真研究.仿真结果表明:电流预测控制算法能有效地改善系统的动态特性.     

并联DC/DC变换器交互影响分析

并联DC/DC变换器之间的交互影响给系统的稳定运行和电能质量带来负面影响。基于状态空间平均法建立了升压DC/DC变换器传递函数模型,基于所建立的模型和相对增益矩阵原理,提出了一种并联DC/DC变换器双闭环均流控制回路之间的交互影响的分析方法,能够分析并联DC/DC变换器双闭环控制回路之间的交互影响和系统频率、控制参数之间的关系。基于相对增益矩阵原理分析方法和时域仿真的一致性,验证了该分析方法的有效性。     

采用内环平均电流共享的多相电源分析与设计

多相电源的设计需要分析其动态特性和系统稳定性。该文在单相电源的基础上建立了多相电源的小信号模型,并利用控制理论推导了系统的传输函数。利用Bode图分析方法,对多相电源的小信号稳定性和动态特性做了系统上的分析,特别考虑了电压反馈网络和电流反馈网络的各个参数对系统稳定性的影响。在此基础上,设计了多相电源芯片,并指出内环平均电流共享相对于外环平均电流共享的优点:面积小三分之一,功耗小二分之一,同时系统传输函数只有3个极点,系统稳定性要更好。     

采用DC/DC升压变换高速电机逆变器

为了解决启动逆变器供电蓄电池电压较低的问题,采用DC/DC反极性斩波电路来实现升压,不仅利于电压的调节,还有效减少了蓄电池的数量.在此基础上,再采用空间矢量脉冲宽度(SVPWM)控制策略来实现逆变,减少了谐波并且提高了能量转化的效率;把空间矢量分解到α、β轴平面直角坐标系,利用矩阵计算出各矢量的作用时间,简化了其求解问题;采用1Ms320LF2407作为控制CPU保证了系统实时性,仿真和实验结果验证了系统的可行性.     

新型交直流电流表设计

系统以AT89C51系列单片机为控制单元,介绍一种以ACS712霍尔电流测量芯片为测量工具的新型电流测试方式,系统电流测量范围为0～5 A,且具有结构新颖、电路简单、测试精确、生产成本低廉和体积小巧等优点,特别适合应用于工业、商业和通信系统等各个领域的高精度交流或直流电流测试.     

一种隔离型双向软开关DC/DC变换器

针对双向DC/DC变换器存在的开关损耗高等问题,提出了一种新型的隔离型双向软开关DC/DC变换器。该变换器由对称的拓扑结构组成。在电感和变压器漏感的作用下,变换器中的开关元件能够在较大的负载范围内实现零电压开关,同时在脉宽调制的控制下,二极管实现了零电流关断。这些措施减小了开关损耗、电压电流应力以及电磁干扰。分析了工作原理和开关过程,研制了一台500 W的试验样机并进行了试验。试验结果证明:在轻载和重载的条件下,所有的开关管都能够零电压导通,同时二极管能够在电流为零(ZCS)的情况下自然关断。     

基于模糊PID的无刷直流电机电流跟踪控制

为了改善传统的转速PID不能根据无刷直流电机参数变化自适应调整的缺点,同时使其具有良好的动态电流响应,本文将模糊转速PID控制和固定频率的电流跟踪控制相结合用于无刷直流电机的控制系统中.首先介绍了模糊PID的概念及算法模型,然后分析了固定频率的电流跟踪控制技术,最后利用在MATLAB/simu link基础上建立的控制系统仿真模型对本文提出的算法进行了验证并与采用传统PID的系统进行了比较,仿真结果证明了采用模糊PID和固定频率的电流跟踪控制相结合的系统的高效性和合理性.