脉宽调制控制系统的适定性

不连续动态系统的适定性(即解的唯一存在性)问题是混合系统研究的基本问题之一.脉 宽调制控制系统可以表示成具有时变仿射不等式约束的分段仿射系统.该文首先在Carathéodory 的解定义下导出了脉宽调制控制系统无滑模和跳跃的解的适定性的充分必要条件.然后利用该 结果对PWM型DC-DC降压变换器的适定性的研究表明当载波信号h(t)=O时闭环PWM DC-DC 变换器总是不适定的,当载波信号h(t)的参数和比例控制器的参数满足一定的条件时，比例 控制的闭环PWM DC-DC变换器是适定的.     

PWM DC-DC 变换器的一种改进的采样数据建模和分析方法

以连续导通电压型DC-DC变换器为例,分别给出了PWM变换器的闭环及其功率级的一种非线性和线性化的采样-数据模型,并推导了其中各种传递函数.仿真实例表明了该方法的精确性.     

单原边绕组双输入直流变换器的解耦控制

研究直流变换器的优化设计问题,对具有耦合系统的隔离型多输入变换器进行闭环设计,为了提高效率,减少漏感,需要运用合理的解耦方法去除环路之间的相互耦合.以双输入为例阐述了单原边绕组隔离型双输入buck变换器的双环控制策略及其闭环设计.运用空间状态平均法对变换器进行建模,得到系统的小信号数学模型控制对输出的传递函数矩阵,同时为了能够单独设计各个环路的控制器,通过对矩阵进行变换而加入了一个解耦网络.仿真结果证明,设计的闭环直流变换器是正确的.     

开关变换器周期窗内吸引子共存现象仿真研究

开关DC-DC变换器是一种强非线性系统,存在各种非线性现象,切分叉是其中的一种特殊分叉.开关变换器因切分叉而引发了阵发混沌,阵发混沌使得系统的非线性动力学特性变得更加复杂.对电流控制型Boost变换器中产生的复杂动力学现象进行了仿真研究,揭示了参数变化分叉图中存在着周期窗、周期窗内共存吸引子和不完全倍周期费根鲍姆树等现象,通过构造相应的切分叉离散迭代映射曲线,说明了这些现象都足由于系统发生切分叉后形成的.研究结果对开关变换器的稳定设计具有重要的指导意义.     

改进型单周期控制SIDO-Buck变换器研究

SIDO-Buck是一种利用单电感实现双路输出的降压型变换器,具有功率元件少、效率高的优点,但各路输出间存在交叉调节和较大电压纹波的问题,使得输出电压不稳定;引入差/共模电压环路后由于电感电流存在不同的模态,导致电流型控制中斜率补偿存在设计难题。研究了另一种无电流环的单周期控制实现SIDO-Buck变换器输出的稳定,建立了单周期控制SIDO-Buck变换器的闭环系统模型。通过仿真及实验验证了单周期控制SIDO-Buck变换器的可行性。     

PWM控制开关变换器大信号稳定性的滑模分析方法

研究了传统脉宽调制(PWM)控制开关变换器中一个重要现象:闭环调节器的输出信号与锯齿波比较信号发生多次截交导致开关频率升高且不能获得恒定控制频率,甚至系统不能稳定输出工作.以常见的Buck、Boost开关变换器设计为例,研究了基于PWM-准滑模控制理论的开关变换器大信号稳定性条件,最终所得结论与经典“斜波匹配”理论相吻合.仿真结果验证了所提出理论的正确性.     

电流型双脉冲跨周期调制Buck变换器研究

提出一种断续导电模式(Discontinuous Conduction Mode,DCM)Buck变换器的电流型双脉冲跨周期调制(Dual Pulse Skipping Modulation,DPSM)技术。与电压型DPSM技术比较,电流型DPSM技术采用双环控制技术,检测电感电流以产生具有不同占空比的控制脉冲,克服电压型DPSM开关DC-DC变换器无法检测电感电流的问题,有效防止启动过程中电感电流过冲现象发生。以DCM Buck变换器为例说明电流型DPSM技术的原理和输出电压纹波与脉冲组合之间的关系。运用动力学分析方法建立电流型DPSM DCM Buck变换器的离散时间模型,得出高功率脉冲、低功率脉冲以及跨周期脉冲的组合规律。最后,给出仿真和实验结果,表明有着良好瞬态性能的电流型DPSM Buck变换器低输出电压纹波与较宽的负载可调范围等优点。     

基于UC3875的双闭环控制稳流型开关电源

在建立全桥移相PWM DC/DC开关变换器小信号模型的基础上,研究稳流型开关电源的双闭环控制系统,并给出其电路组成和数学模型,通过Matlab对控制系统进行校正.根据双闭环控制系统,设计了基于UC3875的控制电路.最后的仿真和实验结果表明,在小信号模型基础上设计的UC3875双闲环控制系统可以稳定运行,有较强的实用性.     

ZVZCS全桥PWM DC-DC变换器的小信号建模方法

针对ZVZCS全桥PWM DCDC变换器的软开关工作,分析了变压器漏感和辅助谐振电路对变换器动态特性的影响.在PWM开关等效模型的基础上,结合变换器谐振电路的工作特点,提出了一种ZVZCS全桥PWM DC-DC变换器小信号分析方法,这种建模方法适用于不同类型的ZVZCS全桥变换器.通过对小信号传函幅频及相频特性的分析,证明了这种小信号分析方法具有物理意义清晰、计算简单等优点.应用这种小信号模型,依据变换器的动态性能指标对ZVZCS全桥PWM变换器中谐振元件的参数进行设计,可以使这种软开关变换器的性能得到进一步的提高.     

一类奇异线性脉冲系统的中心和焦点

利用离散映射讨论了一类二维奇异线性脉冲系统无穷多个周期解的存在性,利用得到的周期解讨论了特征值不连续变化的现象以及中心和焦点存在的条件,用数值例子给出了系统存在焦点和中心的相图,很好的验证了理论分析结果.     

高性能误差放大器的设计与实现

提出一种应用于电压反馈PWM降压DC-DC开关电源的高性能误差放大器。该放大器采用反馈结构,具有较大的动态范围,并可消除噪声影响,从而显著减小了DC-DC开关电源的纹波电压。文中提出的误差放大器电路采用Chart.35m标准CMOS模拟电路工艺库实现,仿真结果表明,该DC-DC变换器的稳定性较好,系统的转换效率达到80%以上,输出纹波电压的峰-峰值小于20mV。     

DC-DC变换器数字PID控制算法设计和修正

本文以Buck(降压型)DC—DC交换器为例，提出了对数字PWM的PID控制器的两种修正方式：死区控制方式，平均数字滤波控制方式。数字控制器根据输出电压误差决定是否用该修正方式计算下一个占空此。对系统的测试说明经过修正的PID控制buck型DC—DC交换器可以同时得到稳定精确的稳态响应和快速的瞬态响应。     

新一代微处理器四相供电设计

提出一个为要求大电流低电压供应的新一代微处理器供电的四相DC-DC转换器设计方案。给出单相降压转换器的详细描述，再直接扩展到多相。输出电压精确度和稳定性得到了改善。所提出结构的关键特点是有关其电源完整性的解决方法和四相设计。其性能使之成为新一代CPU电压稳压控制模块有价值的候选者。     

A new approach to time domain analysis of perturbed PWM push-pull DC-DC converter

In this paper,an analytical technique is presented for time domain analysis(transient and steady-state response) of perturbed PWM push-pull DC-DC converter using interesting corollary on Kharitonov’s theorem.The main advantage of the proposed analysis is that even though the transfer function model of a PWM push-pull DC-DC converter is perturbed,the complete analysis has been done on a linear transfer function model of a PWM push-pull DC-DC converter. The proposed analysis is verified using MATLAB simulation.This analysis will be very much useful to power electronics engineers,since the technique is very simple and computationally efficient and easily applicable in precise applications such as aerospace applications.     

采用BCDMOS技术的电流模降压型DC-DC转换器功率级设计

给出采用0.8μm 30 V BCDMOS工艺技术的电流模降压型DC-DC转换器的功率级设计,该功率级可以输出3 A负载电流,转换效率可达到92%.主要描述了电流模降压型DC-DC转换器功率级的建模以及功率级电路和版图设计,包括功率晶体管及驱动电路、功率晶体管采样电流及斜波补偿电路,最后给出了该功率级设计的测试结果.     

ZVZCS全桥PWM DC-DC变换器的小信号建模方法

针对ZVZCS全桥PWMDC-DC变换器的软开关工作,分析了变压器漏感和辅助谐振电路对变换器动态特性的影响。在PWM开关等效模型的基础上,结合变换器谐振电路的工作特点,提出了一种ZVZCS全桥PWMDC-DC变换器小信号分析方法,这种建模方法适用于不同类型的ZVZCS全桥变换器。通过对小信号传函幅频及相频特性的分析,证明了这种小信号分析方法具有物理意义清晰、计算简单等优点。应用这种小信号模型,依据变换器的动态性能指标对ZVZCS全桥PWM变换器中谐振元件的参数进行设计,可以使这种软开关变换器的性能得到进一步的提高。     

Design of PWM with four transistor comparator for DC–DC boost converters

The DC-DC converter is used for different applications which needs higher voltages when compared to the input source. The boost converter is one of the most efficient methods to choose DC-DC Converter in different ways. The purpose of the proposed method is to reduce the area of VLSI design logic and power consumption. Boost converter topology is difficult because it has a large component. The proposed work of four transistor comparator based PWM (Pulse width Modulator) that can be used in DC-DC boost converter, which reduces the area, and power consumption of the entire system. This proposed work calculates the parameters of boost converter and the simulation performed using different duty cycle and parameters. Simulation results shows different duty cycles with different resistance and inductance parameters using boost converter. In addition to this the result carries out four transistor comparator output which is used to reduce the boost converter circuit design. PWM is based on the proposed four transistor comparator, which is used in the Cadence Virtuoso software using conventional CMOS technology.     

未建模动态对Buck变换器滑模控制系统的影响分析

研究传感器未建模动态对Buck变换器滑模控制系统的性能影响, 提出一种基于奇异摄动理论的稳定性和输出电压谐波分析的新方法.给出滑模控制器的参数整定方法, 选取传感器的上升时间作为摄动时间, 建立其未建模动态的奇异摄动模型, 在多时间尺度框架下, 揭示传感器稳定输出与摄动时间的影响关系.在此基础上, 构造一个类Lyapunov函数分析未建模动态对整个闭环控制系统的稳定性影响, 证明未建模动态诱发谐波的必然性.针对输出电压的谐波, 在频域内利用描述函数法推导出未建模动态摄动时间与其谐波幅值和频率的数学影响关系.仿真结果验证所提方法的正确性和有效性.     

直流降压变换器的降阶扩张状态观测器与滑模控制设计与实现

本文针对直流降压变换器的负载电阻扰动和输入电压变化等系统不确定因素对输出电压的影响,提出了基于降阶扩张状态观测器的滑模控制方法(SMC+RESO).首先设计降阶扩张状态观测器对系统状态,负载电阻扰动和输入电压变化进行估计,然后基于估计值利用滑模控制技术设计控制器,实现对直流降压变换器系统给定电压跟踪的快速性和准确性.值得注意的是,不同于文[1]所提出的基于扩张状态观测器的滑模控制方法(SMC+ESO),本文所提出的方法采用降阶扩张状态观测器,实现简单,且无需电流传感器,减小了实际应用的成本.利用Lyapunov稳定性定理从理论上证明了所设计的控制器可以保证闭环系统的稳定性.仿真和实验结果表明,与已有的基于扩张状态观测器的滑模控制方法相比,所提出的控制方法更好地改善了系统的跟踪性能和对干扰和不确定性的鲁棒性能,且减少了成本,但是牺牲了系统稳态性能.