燃料电池DC-DC变换器的设计与数字化控制

针对燃料电池的实际要求设计并制作了推挽Buck型直流-直流(DC-DC)变换器的硬件电路,包括变换器主电路、控制电路、检测电路及保护电路等;采用状态空间平均法建立推挽Buck型DC-DC变换器的小信号模型,并且进行补偿反馈控制;基于通用反转控制器(GPIC)的现场可编程门阵列(FPGA)模块实现了推挽Buck型DC-DC变换器的数字化控制.结果表明,在FPGA模块的数字化控制下,自主研发设计的DC-DC变换器的输出电压能够很好地跟踪设定电压,具有优异的阶跃响应特性和较强的抗负载及输入扰动能力,能够保证燃料电池DC-DC变换器实现高效、可靠的电能转换.     

基于DC-DC升压和LC振荡的叠层压电陶瓷驱动电源研究

根据叠层压电陶瓷的大容性负载特性,在电路分析的基础上提出了基于DC-DC升压变换器和LC振荡的驱动控制电源,在驱动电路中加入偏置电压,使输出电压在-20 V到100 V之间,满足叠层压电陶瓷的驱动要求.将此驱动器用于压电直线电机,电机运转平稳,电路功耗小,通过匹配不同的电感实现了宽频率范围驱动.     

电压反馈型半桥DC-DC变换器动力学特性

电压反馈型半桥DC-DC(VCHB DC-DC)变换器组成的开关电源系统是强非线性系统,为揭示其系统稳定性与电路参数之间的内在关系,对VCHB DC-DC变换器进行了研究.结合其实际闭环控制逻辑,利用VCHB DC-DC变换器精确状态方程,建立VCHB DC-DC变换器仿真模型,采用频闪映射对其状态变量进行离散迭代映射,推导其统一的离散数学模型.对不同参数下VCHB DC-DC变换器非线性特性进行仿真和数值分析,并进行相应实验验证.研究结果表明,变压器变比、滤波电容、储能电感和误差比例系数的改变对VCHB DC-DC变换器稳定性影响大,而误差积分系数和负载的变化对其影响较弱.研究成果可为VCHB DC-DC变换器实际应用时的电路参数选取提供指导.     

基于SPCE061A光伏并网发电模拟装置设计

本系统以凌阳单片机为控制核心,包括DC-DC变换器、DC-AC变换器、滤波电路、辅助电源等模块。由单片机产生SPWM波,驱动DC-AC变换器中的全桥逆变功率转换电路,从而实现直流到交流的转换;采用DC-DC变换实现电压稳定到输入电压一半;利用过零比较的方法,实现频率和相位跟踪。系统具有过流保护和欠压保护功能,能够有效的保护电路,而且具有自动恢复功能。另外,本系统还具有语音报警及液晶显示功能。     

Buck型DC-DC变换器中单输入模糊控制器的设计与实现

提出了一种简化的用于数字控制DC-DC变换器的模糊控制算法——单输入模糊控制算法.通过在算法中引入符号距离法,将常规模糊控制算法中的2个输入简化为单个输入,从而使相应的模糊规则条数明显减少.在此基础上,采用FPGA设计了单输入模糊控制器,并进行了系统验证.测试结果表明,在输入电压为2.7～3.5 V、输出电压为0.8～1.5 V的Buck型DC-DC开关变换器中,系统的建立时间小于150 ms,稳态误差小于10 mV.与常规模糊控制器相比,这种单输入模糊控制器具有设计、调节和硬件实现简单等优势,因而有望在数字控制DC-DC变换器中得到广泛应用.     

Buck型DC-DC变换器终端滑模PD控制设计

为进一步提高Buck型DC-DC变换器的稳态性能和动态性能,将PD控制引入到Buck型DC-DC变换器终端滑模控制环节。通过基尔霍夫定律建立Buck电路的状态空间模型,实现Buck型变换器的基本电压调节功能,用PD控制优化终端滑模的滑模面形式,设计终端滑模控制器,使之满足Lyapunov稳定方程,并在Matlab中仿真对比分析终端滑模和终端滑模PD控制器下Buck电路的性能。仿真结果表明,所设计的终端滑模PD控制器具有良好的鲁棒性、稳定性和动态性能。与单纯的终端滑模控制相比,输出电压更接近于理想输出电压,具有更小的超调量和响应时间。     

基于UC3846的推挽正激DC-DC变换器的设计

本文设计了一款基于UC3846的推挽正激DC-DC变换器,分析了变换器的电路控制原理。样机的实验波形及数据表明该变换器克服了传统推挽电路的不足,具有变换效率高,功率开关管电压尖峰小、动态响应快等优点。     

基于0.5 μm CMOS工艺的BOOST变换器设计

针对便携式通信设备对DC-DC变换器的输出电压纹波和效率要求较高的问题,提出了一种同步整流模式的BOOST型DC-DC变换器电路,以提高芯片的转换效率。该设计采用CSMC （Central Semiconductor Manufacturing Corporation）0.5 μm CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）工艺,并利用0.5　μm双层多晶硅三层金属的CMOS工艺实现了电路的版图绘制。仿真结果证明,变换器能稳定输出电压,并具有较小的电压纹波和较高的转换效率等优点。     

一种光伏发电DC-DC变换器

在光伏发电系统中为了控制蓄电池的充放电的稳定性,保护系统的安全性,设计了一种以非隔离型的Buck/Boost拓扑结构为主电路的DC-DC变换器、设计了电路的参数,提出了基于电压、电流双闭环的控制算法,采用微处理器TMS320F28335为控制核心,开发了控制系统.实验结果表明:该DC-DC变换器具有输入电压范围广、输出电压精度高以及良好的动态、稳态特性.     

DC-DC变换器随机脉宽调制选择性谐波消除方法

针对高频DC-DC变换器在矿用电机车等领域产生电磁干扰和电磁振动等问题,采用DC-DC变换器随机脉宽调制(Random Pulse Width Modulation,RPWM)选择性电压谐波消除方法有选择性地消除危害性较大的特定次谐波.分析DC-DC变换器选择性电压谐波消除机理,推导随机PWM选择性消谐通用计算公式,从...     

基于等效电阻法的本质安全型Buck DC-DC变换器的新研究

对Buck DC-DC变换器电感开路的最危险情况进行了分析,提出了一个全新的分析方法——等效电阻法,将Buck DC-DC变换器电感开路的放电特性等效为一个简单电感电路,推导了等效电阻的表达式;以感性电路的最小点燃曲线作为判断依据,得到了本质安全型Buck DC-DC变换器内部本质安全性的判断方法,并用实验验证了所提方法的合理性和判据的正确性。     

滑模控制在三相交错并联双向DC-DC变换器中的应用

传统的双向DC-DC拓扑结构具有电压、电流应力大、响应速度慢的问题。针对这一问题提出三相交错幵联双向DC-DC变换器的拓扑结构,采用PI滑模变结构控制方案;外环用PI控制方案,实现自动跟踪参考目标电压的目的,内环采用滑模变结构控制方案,幵利用等效控制的方法使变换器在恒定的开关频率下工作,实现了各幵联电路电感电流的均流。Matlab Simulink仿真结果表明,该控制策略具有响应速度快、鲁棒性强的优点。     

基于SiC功率器件的大功率DC-DC变换器

以燃料电池、光伏电池等为代表的新能源在实际应用中需要大功率DC-DC变换器对其输出电压进行调节,同时对其输出功率进行控制.本文将高效SiC MOSFET应用于燃料电池汽车两相交错式Boost型DC-DC变换器中,基于计算、仿真和实验手段分析了应用SiC功率器件变换器的性能.研究结果表明:在大功率DC-DC变换器中,新型SiC功率器件的应用能够提高变换器功率密度、增强变换器可靠性,提升动力系统工作效率.该研究结果将为新型电力电子器件的应用以及新能源相关领域的研究提供参考.     

高压DC-DC控制器高效功率管驱动电路研究

针对高压降压DC-DC(直流转直流转换器)输入电压范围宽的特点,设计了驱动电路通过钳位电路设定高压的驱动电压,同时通过源极跟随提供驱动功率管开启的驱动电流.电路集成于一款40 V 0.18μm BCD(双极型晶体管、互补金属氧化物半导体和双扩散金属氧化物半导体)工艺的高压降压DC-DC控制器芯片中,测试结果表明:在20...     

多功能电子仪表电源设计

设计了一种应用于多功能电子仪表的低噪声稳压电源电路,该电路通过AC-DC和DC-DC转换,实现了±3.3 V/±5 V/±12 V电压输出。通过测试结果表明,采用该电源控制电路组成的系统在提高电路性能的同时,可以有效提高系统的稳定性和抗噪性,具有输出电压精度高、输出纹波小、低噪声、安全可靠等特点。     

光伏发电系统中双向DC-DC变换器参数设计

双向DC-DC变换器被广泛应用于光伏发电系统,为了提高变换器的性能,提出一种双向DC-DC变换器参数设计方法。分析了双向DC-DC变换器的工作原理,根据工作在升压模式时电感电流连续及负载电压纹波率的要求,同时兼顾工作在降压模式时电感电流纹波率要求,对变换器电感和电容参数进行了优化设计,最后在PSIM软件环境下对设计方法进行了仿真验证。结果表明,所提出的双向DC-DC变换器参数设计方法可行、有效。     

基于双向DC-DC变换器的电力电子创新实验平台设计

传统电力电子实验以知识导向进行教学,主要以验证性实验为主,缺少具有工程背景的项目训练,为此设计双向DC-DC变换器,硬件上采用模块化电路和开放式接口,控制上采用数字处理技术,有助于培养学生应用、设计和创新能力。首先构建基于双向DC-DC变换器的电力电子创新实验平台;其次完成双向DC-DC变换器硬件设计,搭建变换器控制系统;然后介绍变换器拓扑和控制策略,详细给出硬件电路和参数设计,之后对控制系统进行软件设计;最后完成软硬件实验平台测试与分析。实验结果表明,所搭建的实验平台可以实现升压放电运行和降压充电控制,能满足创新性实验教学要求。     

Buck型DC-DC变换器中数字预测模糊PID控制器的设计与实现

为了提高数字DC-DC变换器的瞬态响应性能,设计了一种基于数字预测控制方法的模糊PID控制器.该控制器根据Buck型DC-DC变换器的电路结构,准确预测单个开关周期或多个开关周期后的负载电压和电感电流,以克服环路时延对系统瞬态响应的影响;同时,在基本PID控制基础上引入模糊控制,实时在线调整PID控制参数,以克服变换器的非线性特性对瞬态能力的影响.所设计数字控制器经FPGA验证,结果表明,与基本PID控制相比,所设计数字预测模糊PID控制器能有效提高变换器的瞬态响应能力,变换器的瞬态响应时间缩短1/3,电压超调量小于5%.     

大功率下特殊直流变换器的软开关仿真研究

现如今,高电压输入的DC-DC直流变换器在开关电源中得到越来越广泛的应用,要求其输入的高电压与输出的高精度。本文研究了一种基于交错并联双管正激变换器的零电压转换(ZVT)软开关技术,并应用于总电路中实现开关管的软开关。最后,应用MATLAB仿真软件对零电压转换的交错并联双管正激变换器进行了仿真实验,在仿真中不断优化电路参数,并对仿真结果进行了分析。     

DC-DC变换器电流电压双闭环控制系统应用分析

分析了升压型DC DC变换器的模型,得出了升压型DC-DC变换器传递函数;给出了应用电流、电压反馈双闭环控制的DC-DC升压型变换控制器设计方法.