全数字DC-DC变换器研究

系统采用电压闭环控制方式,调节器采用变参数数字PI算法,实现了模拟系统难以实现的复杂算法和方便灵活的移相控制方案。通过一台2kW样机进行了实验,实验系统的开关频率为2kHz。实验结果表明,电路设计合理,实现了ZVS,并有效解决了整流桥寄生振荡问题。本系统可作为中等功率的DC/DC变换器应用。     

单参数控制的数字DC-DC变换器设计及其FPGA实现

传统的数字DC-DC变换器采用多参数控制方法,因而增加了控制器设计的复杂度和硬件开销;一种单参数控制的数字变换器控制方法被提出,其数字补偿器由一个乘法查找表和一个加法器构成,使得执行数字控制律的逻辑电路得到显著简化;在分析了控制参数对变换器性能的影响后,提出了获得系统最佳瞬态性能的设计条件;基于所提的单参数控制方法,完成了数字Buck变换器的FPGA实现,测试结果表明:在1MHz的开关频率下,对于1.8V的输出电压,电压纹波律小于1%,电压调整率为6mV/V,负载调节律为8mV/A;负载电流为0.3A时,转换效率高达91.9%。     

太阳能直流稳压稳流电源的制作与调试

本文针对某型野外电台供电电压精度高、动态响应快的要求,采用TMS320LF2407A型DSP为主控芯片、推挽式变换器为主电路、PWM为控制方法研制了一种利用太阳能的25V/5A直流稳压电源。应用积分分离式数字PID调节器提高了电源动态响应速度和输出电压精度,使得电源在负载突变和满载出(5A)时,输出电压的响应速度和纹波电压分别达到0.2s和94m V。实际应用结果表明,该电源不仅完全满足野外电台供电要求,还具有输出电压精度高、稳定性好、动态响应快、携带方便等优点。     

一种PWM结合PFM的ZVS准谐振变换器

准谐振变换器可以实现功率器件的零电压或零电流开关,但要得到稳定输出电压需采用脉冲频率调制(PFM),这给功率电路参数设计和系统稳定性带来困难,本文研究一种PFM结合PWM的控制模式来调节准谐振变换器输出电压,并实现其开关管的软开关,该控制方案与电压调节器协调工作,调节功率管驱动信号的脉宽和频率,保证了软开关条件和降低导通损耗,实现高频高效的功率变换。建立了100W升压准谐振变换器样机,实验结果验证了该控制方案的可行性。     

矿用本安电源开关变换器滤波电容消解方案

针对矿用本安电源因开关变换器滤波电容较大而导致输出电压纹波较大、本安性能较差等问题,提出采用有源电容技术消解本安电源开关变换器滤波电容的方案,对有源电容的工作原理、控制策略和数学模型进行了分析.有源电容技术通过控制内部全桥变换器,将直流母线瞬时功率差转移给非直流母线电容进行能量平衡,从而实现直流母线滤波电容容量消解.以基于Buck变换器的电源为例,介绍了有源电容技术在矿用本安电源中的应用,并通过仿真和试验验证了采用有源电容技术可以较小的电容达到输出本安要求.     

基于DSP智能控制车载软开关电源系统的设计

介绍了一种基于DSP控制车载软开关电源系统。该电源系统引入软开关技术减小功率器件开关损耗,设计了一种基于全桥移相DC-DC软开关变换器的数字化逆变车载电源,控制系统以DSP为控制核心采用电压模糊PI自校正控制电压外环与带电流峰值限制控制电流内环的双闭环控制模式。     

基于数字PID切换控制的Buck变换器研究

为了改善DC-DC变换器的稳态性能,提出一种数字PID切换控制的技术。与传统的数字PID控制技术不同,切换PID控制是通过设定一个误差值,通过对电压误差值与设定值比较,进行PID控制的切换。以数字PID切换控制Buck变换器为例,通过Simulink进行仿真,分析了其稳态性能。结果表明,在负载或输入电压变化的情况下,数字PID切换控制能够在保持良好的瞬态响应的同时,获得良好的稳态性能。     

一种新型三端口变换器的研究

在独立新能源发电系统中,采用三端口变换器具有效率高、功率密度高、可靠性高和体积成本低等优点。文中提出一种新型三端口变换器(TPC),应用于独立可再生能源发电系统,且具有高电压增益。该三端口变换器只使用3个开关来实现功率流控制,双输入源共用一个电感,因此,可以减小体积。此外,该变换器的转化率也高于其他三端口变换器。给出了该三端口变换器的工作原理、稳态分析和控制方法。为了验证理论分析的可行性,实现了以光伏电源电压24 V、电池端口电压48 V和一个输出电压400 V为原型的仿真。验证了理论分析的正确性和可控制策略的有效性。     

电源驱动芯片UCD9222的数字电源设计

数字脉宽调制信号可以实现电源的数字控制。数字电源具有软件配置、自动电压/电流控制以及集群控制等优点。UCD系列芯片可以提供全套的数字电源实现方案,该系列芯片包括数字脉宽波形控制芯片、电源驱动转换芯片以及复位和时延控制芯片。本文基于以上套片研制出数字电源系统,给出了硬件设计图和软件配置方法,最后给出系统运行图。该系统可以应用于嵌入式高性能电子设备中。     

矩阵变换器驱动异步电机的直接转矩控制

通过对异步电机转矩角动态控制过程的分析,预测出下一控制周期电机定子磁链的期望电压矢量,以此作为矩阵变换器的输出参考电压欠量,实现了采用矩阵变换器供电的异步电机直接转距控制.利用Matlab/Simulink构建了系统模型,给出了仿真结果.结果表明,该系统不仅具有矩阵变换器的理想输入输出特性,而且具有直接转矩控制优良的动静态性能.     

基于DSP的三相异步电动机控制系统的设计

介绍了一种基于DSP及智能功率模快(IPM)的电机控制系统的结构及软硬件设计方案。以TI公司数字信号处理器TMS320F2407A为系统的控制核心,以SKBPC3512为整流器,以三菱公司的PM25RLA120智能功率模块为逆变器,采用空间电压矢量脉宽调制技术,设计了数字化脉宽调制调速系统,构建了一个基于DSP的异步电动机矢量控制系统。实验结果表明,该系统精度高,实时性好,有较好的动态性能。     

Z源逆变器高阶微分反馈控制研究

以航空静止变流器控制为研究对象,针对传统两级逆变结构效率低且系统复杂以及死区效应带来的死区波形畸变问题,引入Z源逆变器设计航空静止变流器。针对Z源逆变器系统高阶且非最小相位造成的控制器设计复杂的问题,引入了一种基于高阶微分器的反馈控制策略,该控制策略利用高阶微分器对系统各阶状态变量进行估计,具有不依赖于精确系统模型的特点。仿真实验表明,将此反馈控制器用于Z源逆变器输出电压控制时能够有效跟踪给定输出电压,系统受到外部扰动时依然能保持良好的静态和动态性能,满足静变流器控制需求。     

动态电压恢复器控制策略研究

动态电压恢复器是抑制电压跌落对敏感负荷影响的有效装置。当动态电压恢复器工作在不对称电压下时,逆变器将会持续地从电源侧吸收有功功率,引发直流侧电压泵升,严重时会损坏储能及功率开关器件。针对该问题,文章提出一种复合控制策略,即采用相移控制技术来减少逆变器对有功能量的吸收,从而抑制动态电压恢复器直流电压的泵升;采用双闭环控制技术对电网电压跌落进行抑制,提高了负载的稳定性。仿真结果表明,该复合控制策略可使动态电压恢复器具有更好的负载适应性,且使直流侧电压得到很好的抑制。     

智能高压电网逆变器数字化同步锁相控制技术

传统锁相控制技术对逆变器电网信号相位参数的上、下限产生严重限制作用。为解决上述问题,提出一种基于智能高压电网逆变器的新型数字化同步锁相控制技术。通过选择高压开关器件的方式,对电网数据采集电路进行完善,达到调制智能PI逆变组织的目的,完成智能高压电网逆变器的结构类型研究。在此基础上,通过确定锁相环的同步响应性能及智能控制指标,对循环的数字化控制流程进行完善,完成智能高压电网逆变器数字化同步锁相控制技术研究。对比试验结果表明,与传统技术手段相比,应用新型数字化同步锁相控制技术后,电网信号相位参数上限上升15.0×107T左右、下限下降16.0×107T左右。     

一种基于双闭环控制的高频逆变器

为了提高逆变器的动态性能,改善输出电压波形质量,应用了具有电流反馈内环和电压反馈外环相结合的双闭环控制技术。内环用于改善系统的动态性能,迅速地消除负载扰动的影响;而外环则用于改善系统的稳态性能。本文通过Matlab／Simulink对系统进行了建模,验证了双闭环控制结构的可行性。     

带观测器的单相逆变器数字双环控制器设计及分析

为了获得具有带宽高、动态响应快、输出电压谐波少、适应非线性负载强等特点的高性能单相逆变器,设计了带观测器的单相逆变器数字电压外环电流内环控制器,通过MATLAB仿真,结果表明该控制系统具有良好的稳态和动态特性,且在带非线性负载时总谐波失真非常小,从而得出基于观测器的数字电压外环电流内环控制器可以设计出高性能的单相逆变器。     

一种新型的电梯能量回馈并网系统

针对普通电梯变频器不能回馈再生能量的缺点,设计出一种并网逆变器,将再生能量转化成电能回馈给电网。该回馈系统采用重复控制与电压前馈控制策略。为验证所提出的算法,搭建了基于TMS320F2812的并网逆变系统实验模型。实验结果表明该系统具有功率因数高,动态响应快,鲁棒性能好,抗干扰能力强等优点,可以有效的将再生制动能量回馈给电网,达到节能的目的,应用前景良好。     

光伏发电中逆变器控制方法的研究

针对目前我国大力开展的光伏发电技术中逆变器的控制研究,采用了新型的数字控制系统以及控制算法实现了逆变器数字控制.系统采用TI公司的TMS320C28x系列的DSP数字信号处理器作为主控制器,采用倍频单极性SPWM调制法作为逆变器的调制方式,给出了系统硬件设计电路图以及基于DSP产生SPWM正弦脉宽调制波的软件设计流程图...     

基于电网电压定向的光伏并网逆变器系统研究

针对传统的光伏并网系统逆变控制策略存在控制复杂、谐波含量多的问题,提出了一种基于电网电压定向的光伏并网逆变器直接电流控制方法,给出了以TMS320F2812为主控制器的三相光伏并网逆变器系统的硬件及软件设计。该逆变器直接电流控制方法采用过零检测电路测量电网电压的过零点时刻,得出过零点时刻的电网电压的旋转角度,从而得到逆变器输出电压的幅值和相位;采用SVPWM技术控制IPM的开断,使逆变器输出上述幅值和相位的电压,从而实现单位功率因数并网发电功能。实验结果表明,该逆变器直接电流控制方法简单,逆变器输出电流与电网电压基本保持相同的频率和相位,并网发电功率因数接近于1。     

一种新型全数字SPWM变频器的设计

设计开发了一种以高性能微处理器80C196KC为核心,SPWM控制器SA4828为主体,基于CAN总线的全数字变频器,介绍了其系统构成、工作特点和实验研究。该变频器采用全数字控制,结构简单、控制灵活,为变频器产品的开发提出了一种全新的设计方法。