基于小信号模型的正激式变换器稳定性研究

采用连续建模的状态空间平均法,建立了正激式DC-DC开关变换器的稳态和小信号数学模型,并利用控制理论,对单环反馈控制方式下的正激式变换器进行了补偿和稳定性分析,总结了开关稳压电源系统稳定性设计的一般原则.     

基于小信号模型的正激式变换器稳定性分析

采用连续建模的状态空间平均法,建立了正激式DC-DC开关变换器的稳态和小信号数学模型,并利用控制理论,对单环反馈控制方式下的正激式变换器进行了补偿和稳定性分析,总结了开关稳压电源系统稳定性设计的一般原则。     

基于广义状态空间平均法单相功率因数校正的建模与仿真

功率因数校正(PFC)技术可以在解决由整流装置接入所引起的谐波污染问题上发挥重要作用。状态空间平均法已成功应用于脉宽调制功率变换器电路中;但是在开关变换器电路中有其自身的局限性。在分析升压电路(Boost)型PFC电路工作原理的基础上,利用广义状态空间平均法建立了较传统建模方式精确度较高的小信号数学模型;并与状态空间平均法创建的模型比较。利用该模型在Matlab上设计了双闭环PI调节器的参数。最后通过Matlab仿真验证了该模型的准确性和控制器的可行性。     

滤波电容的等效电感效应

对DC／DC变换器用状态空间平均法进行了建模分析及PSPICE仿真，讨论了滤波电容的等效串联电感ESL效应对变换器性能和稳定性的影响结果表明，ESL的引入将使变换器增加输出电压的纹波幅度，稳定性也有一定改善．在DC／DC变换器建模时应该考虑这一影响     

并联BUCK变换器的非线性动力学性质与均流关系的研究

研究了带有均流控制电路的两个并联buck变换器的对称变量在混沌、周期状态的幅度同步、相位同步及不同步等情形下的均流效果.发现当两个并联buck变换器工作在周期幅度同步或混沌幅度同步状态时均流效果好,而两个buck变换器工作在混沌相位同步或周期相位同步状态时,均流效果差;同时发现当两个buck变换器的参数不匹配时,不能实现均流.最后,根据滑模变结构控制原理,设计控制器使两个参数不匹配的并联buck变换器的输出电流幅度达到同步来获得良好的均流效果.     

Zeta变换器的切换建模

针对Zeta变换器在建模过程中进行大量简化,使其模型描述不精确,或含有复杂的表达式,使得计算量大的问题,提出了一种同时适用于连续传导模式(CCM)和不连续传导模式(DCM)的切换建模方法。首先根据Zeta变换器的自身结构,推导了Zeta变换器的不同工作状态,并结合切换理论,分析了不同工作状态间的切换条件。其次,引入逻辑命题及等价转换原则,根据Zeta变换器的工作过程,将Zeta变换器在不同工作模态间的切换条件转换成约束不等式,从而建立Zeta变换器在CCM和DCM模式下的统一模型。最后,对运行在CCM、BCM(临界传导模式)和DCM模式的Zeta变换器进行了仿真实验,并与状态空间平均法及平均开关法进行了对比,仿真结果验证了所提方法的有效性。     

滤波电容的等效电感效应

对ＤＣ／ＤＣ变换器用状态空间平均法进行了建模分析及ＰＳＰＩＣＥ仿真，讨论了滤波电容的等效串联电感ＥＳＬ效应对变换器性能和稳定性的影响。结果表明，ＥＳＬ的引入将使变换器增加输出电压的纹波幅度，稳定性也有一定改善，在ＤＣ／ＤＣ变换器建模时应该考虑这一。     

推挽式DC/DC开关电源的设计与校正

文章给出了应用状态空间平均法所建立的推挽式DC/DC变换器的动态小信号数学模型,得出了闭环系统框图和传递函数.并在此基础上应用自动控制理论设计和校正了一系统.分析了比例校正方式对系统性能的影响,并展望了对系统性能更好的校正方式.仿真结果表明了小信号数学模型的正确性和实用性.     

三电平直流变换器全模式小信号建模和控制器设计

为了设计性能优良的直流变换器稳压输出控制器,在分析三电平H桥直流变换器的电路拓扑和移相PWM原理的基础上,分别给出了一个开关周期内电流连续模式(CCM)和电流断续模式(DCM)下变换器的所有工作模态,并基于状态空间平均法和开关网络平均法建立了变换器在两种模式下的小信号数学模型,并通过仿真验证了模型的正确性.基于小信号数学模型,设计了三电平H桥直流变换器的双闭环模式自适应比例积分(PI)控制器,并结合传统双闭环PI控制器进行了对比试验研究.结果表明:模式切换是造成系统输出动态性能不好的原因,而新型控制器能够通过模式检测实时调整控制器参数,所以比传统控制方法在突然加载过程中的输出电压最大跌落减小46.6％,动态性能得到提高.     

带脉冲负载电池储能系统的源载耦合建模

针对带脉冲负载的电池储能系统（battery energy storage system with pulsed load，BESS-PL）源载耦合和脉冲特性建模问题，采用状态空间法和信号平均法分别构建了BESS-PL源载耦合精确模型和平均模型，基于此提出了一种准精确建模方法，对高频分量合理简化，保留了BESS-PL特有的脉冲特性，从而构建BESS-PL源载耦合准精确模型。通过稳定性理论分析和仿真，对比3种BESS-PL源载耦合数学模型的特点和不同适用情况。其中，基于平均模型推导BESS-PL系统的稳态传递函数，利用波特图分析讨论脉冲占空比和DC/DC变换器开关占空比对稳定性的影响规律；结合3种模型仿真，分析了BESS-PL系统关键参量和源载功率的关联规律、脉动特性及占空比对稳定性的影响规律。3种建模方法可灵活用于BESS-PL系统源载耦合特性和脉冲特性的暂稳态分析。     

基于变结构理论的DC-DC功率变换器建模

对功率变换器的常用建模方法进行了分析，指出其优缺点，在此基础上提出直接利用变结构理论对DC－DC变换器进行建模，推导出Buck,Boost,Buck-Boost变换器基于变结构理论的模型。最后通过实验电路验证了模型的有效性，为DC－DC变换器的控制提供依据。     

自适应控制DC-DC BUCK变换器中的混沌

从同步的角度研究了dc—dc buck开关功率变换器这种分段光滑系统中的混沌控制问题，采用自适应控制方法，使两个分别工作在混沌状态和周期状态的buck变换器达到同步，即将其从混沌区引导到稳定的周期区，达到抑制该类电路中的混沌的目的．数值模拟结果验证了该方法的正确性和有效性。     

新一代计算机电源开关变换器的建模分析

介绍新一代计算机电源同步整流BUCK变换器工作在连续状态的建模分析,给出一种新的开关变换器的建模分析方法。该方法考虑了变换器在寄生元件,功率开关等效为理想开关与开通电阻的串联,理想开关由受控电流源和受控电压源替代,基于能量守恒原理确定开通电阻等效平均值,为了简化模型,建立了将平均寄生元件转移到电感之路中的映射规则,推导了同步整流BUCK变换器工作在连续状态的大信号平均模型、线性电路模型、DC和小信号电路模型,导出了开环传递函数,并进行了计算机仿真分析,结果令人满意。该建模分析方法的优点是考虑了变换器的寄生元件,其运算量比状态空间平均法小得多,模型直观、物理意义明确,便于进一步分析研究。     

基于UC3854的Boost电路的仿真与应用

有源功率因数校正技术对解决电源污染问题有着重要意义。本文引入建模分析法和状态空间法研究一种平均电流控制模式的Boost型功率因数校正技术,分析Boost变换器各个环节的电压、电流的变化情况,推导其状态方程,建立了Boost变换器的MATLAB仿真模型,并利用UC3854控制芯片,设计出一个基于平均电流控制模式的功率因数校正实验装置。仿真与实验结果的一致性表明该模型是有效的。     

恒定导通时间控制Buck变换器电感和负载电阻的稳定性机理

恒定导通时间(constant on-time,COT)控制Buck变换器的稳定性不仅受输出电容等效串联电阻(equivalent series resistance,ESR)的影响,还受电感和负载电阻的影响。为了研究电感和负载电阻的稳定性机理,建立了COT控制Buck变换器的分段线性模型。利用分岔图、特征根轨迹研究了输出电容ESR较小时COT控制Buck变换器随电感和负载电阻变化时的动力学特性。结果表明,随着电感减小或负载电阻增大,Buck变换器由阵发混沌状态经边界碰撞分岔进入到稳定的电感电流断续导电模式(discontinuous conduction mode,DCM)周期1状态。进一步,推导了确保变换器稳定工作的电感和负载电阻的临界表达式。最后,数值仿真和理论分析得到了实验结果的验证。研究结果可以有效地指导COT控制Buck变换器的电路参数设计。     

矩阵式变换器励磁的双馈发动机系统建模与仿真

从交－直－交变换的空间矢量调制方法综合出矩阵式交－交变换器的开关控制规律，建立了矩阵式匀－交变换器的仿真模型；根据双馈发电机的数学模型和基于动态同步轴系的双通道多变量反馈励磁控制策略建立了双馈发电机的仿真模型和励磁控制模型，结合矩阵式交－交变换器的仿真模型构成双馈发电机系统的仿真模型；仿真研究了双馈发电机系统的稳态调节特性和暂态特性；仿真研究了双馈发电机感电势及定、转子电流谐波问题。     

Buck-boost变换器的PWM滑模变结构控制方法

在Buck boost电路拓扑结构和工作原理分析的基础上,引入虚拟开关量构建Buck boost电路连续导电模式和断续导电模式的合并状态方程,在合并状态方程基础上采用等效控制法推导Buck boost变换器的PWM滑模变结构控制方程,将指数趋近率应用于控制方程,并将等效控制变量作为PWM控制的占空比,得到基于指数趋近率的PWM滑模变结构控制方法。仿真实验和实测验证结果表明:Buck boost变换器的PWM滑模变结构控制方法能使Buck boost变换器快速达到稳定状态,具有较好的动态特性和鲁棒性。