基于DPLL的高频逆变电源建模与研究

采用基于DSP的数字锁相环(DPLL)对高频逆变电源输出频率进行实时控制,可实现逆变器工作频率对负载谐振频率的同步跟踪,确保逆变器开关器件工作在零电压零电流软开关(ZVZCS)状态,显著减小功率器件的开关损耗和提高装置效率。本文以负载串联谐振逆变电源为模型,针对负载参数变化引起的固有谐振频率变化,导致逆变器效率降低及开关器件应力增加的普遍现象,提出一种基于DPLL控制的逆变电源。结合锁相环的数学模型,讨论了DPLL控制的逆变电源的数学建模,在Simulink环境中该电源的构筑及串联谐振负载的模型,给出了相应的仿真波形和实用电源试验波形,为分析和设计逆变电源提供了必要的理论依据。     

模糊控制在高频逆变电源中的应用研究

以负载串联谐振逆变电源为模型,针对负载参数变化引起的固有谐振频率变化,导致逆变器效率降低及开关器件应力增加的普遍现象,提出一种基于FUZZY-DPLL控制的逆变电源.并在MATLAB中进行系统建模及验证,仿真及实验结果表明,采用FUZZY-DPLL复合控制的逆变电源具有快速的动态性能和高精度稳态性能的特点.     

DPLL在高频逆变电源中的分析与设计

采用基于DSP的数字锁相环(DPLL)对高频逆变电源输出频率的实时控制，可实现逆变器工作频率对负载谐振频率的同步跟踪，确保逆变器开关器件工作在零电压电流软开关(ZVZCS)状态，显著减小功率器件的开关损耗和提高装置效率。本文在给出DPLL控制的逆变电源拓扑结构基础上，推出了适用于高频逆变电源的锁相环数学模型，在Z域中对二阶数字锁相环进行了稳定性分析和动态设计。在对锁相环Z域传递函数分析的基础上，得出二阶数字锁相环的稳定条件，并用MATLAB对其进行了仿真分析，最后进行了实验验证。仿真和实验结果表明在Z域中对基于DSP的二阶数字锁相环的动态分析和设计是合理可行的，用此方法设计的电源具有良好的动态响应和抗扰性能。     

DPLL在高频逆变电源中的分析与设计

采用基于DSP的数字锁相环(DPLL)对高频逆变电源输出频率的实时控制,可实现逆变器工作频率对负载谐振频率的同步跟踪,确保逆变器开关器件工作在零电压电流软开关(ZVZCS)状态,显著减小功率器件的开关损耗和提高装置效率。在给出DPLL控制的逆变电源拓扑结构基础上,推出了适用于高频逆变电源的锁相环数学模型,在Z域中对二阶数字锁相环进行了稳定性分析和动态设计。在对锁相环Z域传递函数分析的基础上,得出二阶数字锁相环的稳定条件,并用MATLAB对其进行了仿真分析及实验验证。仿真和实验结果表明在Z域中对基于DSP的二阶数字锁相环的动态分析和设计是合理可行的,用此方法设计的电源具有良好的动态响应和抗扰性能。     

对高频逆变电源中DPLL的分析与设计

采用基于DSP的数字锁相环(DPLL)对高频逆变电源输出频率进行实时控制,可实现逆变器工作频率对负载谐振频率的同步跟踪,确保逆变器开关器件工作在零电压零电流软开关(ZVZCS)状态,显著减小功率器件的开关损耗和提高装置效率。本文在给出DPLL控制的逆变电源拓扑结构的基础上,推出了适用于高频逆变电源的锁相环数学模型,在Z域中对二阶数字锁相环进行了稳定性分析和动态设计。在对锁相环Z域传递函数分析的基础上,得出二阶数字锁相环的稳定条件,并用MATLAB对其进行了仿真分析,最后进行了实验验证。仿真和实验结果表明,在Z域中对基于DSP的二阶数字锁相环的动态分析和设计是合理可行的,用此方法设计的电源具有良好的动态响应和抗扰性能。     

基于复合控制的中频逆变电源研究

针对中频逆变电源的特殊应用领域和对其较高的性能要求,提出了一种基于重复控制和PI控制的复合控制策略,并建立了中频逆变电源的数学模型,详细分析了重复控制系统的原理和结构,重点阐述了重复控制系统中的重复控制发生器和补偿器的设计方法,最后建立了该复合控制的系统框图。该方案利用重复控制来提高系统的稳态性能和谐波抑制能力,而PI控制则用于改善系统的动态特性。基于该复合控制策略,采用仿真软件Matlab7.0建立了中频逆变电源的仿真模型,仿真实验结果表明,该方案能够使中频逆变电源在额定阻性负载、突加和突减阻性负载时均能获得良好的稳态和动态性能,即使在带非线性负载时也能获得比较理想的输出波形。     

感应加热电源频率跟踪控制的研究

为减小逆变器功率器件的开关损耗,提高装置输出效率,应该控制逆变器的工作频率实时跟踪负载谐振频率,确保开关器件工作在零电压零电流开关(ZVZCS)状态。介绍了在感应加热电源中采用TMS320F2812实现超音频频率跟踪的数字锁相环(DPLL)方法,给出了实现DPLL的算法。并对基于该芯片的DPLL频率跟踪控制的原理进行了分析。最后给出了相应的仿真波形和感应加热电源样机的实验波形,验证了该方法的正确性。     

谐振变换器中谐振电流-开关频率特性

为了研究介质阻挡放电(DBD)高压逆变电源中,串联谐振电路的谐振电流和逆变器的开关频率之间的关系,谐波分析了由高频高压变压器和DBD负载组成的分布参数电路,在基于数字信号处理芯片(DSP)的高压逆变电源上,研究了谐振频率跟踪的数字化实现方法。研究结果表明,当谐振频率为开关频率的1、3和5等奇数倍时,谐振电流(有效值)曲线上出现了幅值逐渐减小的不同的极大值点;通过跟踪不同的谐振电流的极大值点,可以实现谐振频率的跟踪控制。     

基于重复和PI控制的中频逆变器复合控制方案

提出了一种重复控制与PI控制相结合的中频逆变电源复合控制方案,即利用重复控制器得到畸变率很低的稳态输出波形,当系统负载突变时投入PI控制器,以改善系统的动态响应能力。负载的突变通过负载电流的快速幅值检测技术来判定。该方案在一台采用TI公司TMS320F240 DSP控制的400Hz,5.5kW逆变电源上得到验证。实验结果表明,该方案既保持了重复控制良好的稳态特性,也明显改善了系统的动态性能。     

基于基波矢量的PRC逆变器开关状态分析

在只考虑基波的情况下,采用谐振槽路相量分析法,分析了基于负载并联谐振电路(Parallel Resonent Circuit,简称PRC)的正弦波逆变电源中负载变化对开关器件软开关运行状态的影响.分析发现,当逆变器负载由重向轻合理变化时,逆变器的工作状态趋向于容性,即电流相位超前于电压相位单调变化.因此,为了使逆变器能有较好的工作状态,PRC电源适合用于负载变化范围不大的场合,以确保逆变器在感性状态下工作.通过仿真和试验证明了分析的正确性.     

一种新的基于DSP的高精度UPS锁相技术

本文结合锁相环的原理针对全数字化控制的UPS系统,研究了利用DSP TMS320F240实现高精度锁相的数字锁相环的原理与实现方法.所给出的锁相方法中利用DSP的捕获中断和周期中断读取市电和逆变输出的相差,经PI调节器输出一个载波周期的补偿量,通过动态改变载波周期值实现逆变输出对市电的动态跟踪,理论上相差分辨率可高达0.72°.文中给出了硬件实现电路及程序流程图,建立了z域的线性化模型.为验证本锁相方法,研制了一台220V/50Hz/1.4KW的样机.仿真和实验结果验证了该方案的可行性.     

基于DSP的高精度UPS锁相技术

为了保证UPS由逆变输出转市电旁路时的可靠切换,其输出电压和电网电压的频率、相位应时刻保持一致。本文针对全数字化控制的UPS系统,结合锁相环原理,研究了利用TMS320F240型DSP实现高精度锁相的数字锁相环原理与实现方法。该方法利用DSP的捕获中断和周期中断读取市电和逆变输出的相位差,经PI调节器输出一个载波周期的补偿量,通过动态改变载波周期值实现逆变输出对市电的动态跟踪,理论上相位差分辨率可高达0.72°。文中给出了硬件实现电路及程序流程图。实验结果验证了该方案的可行性和有效性。     

200kW/400kHz固态高频感应加热电源

随着大功率半导体器件的发展,固态高频电源在容量和频率两方面都得到很大提高,除在一些特殊应用领域(如高频介质加热等行业)外,固态高频电源完全能取代电子管高频电源,而成为新一代感应加热电源的代表。本文以MOSFET作为逆变器的开关器件,以多管并联的方式开发出容量为50kW的单桥,然后以逆变桥并联的方式研制出200kW/400kHz的逆变器。设计了特殊的大功率驱动电路,实现了对器件多管并联的可靠驱动。采用PI控制的锁相环(PhaseLockedLoop,PLL)方法,实现了对负载频率的准确跟踪和对逆变状态的可靠控制,保证了逆变器的安全。采用高频变压器实现负载阻抗的匹配,不仅保证了逆变器的高输出功率,而且实现了逆变器之间的均流。     

一种新的基于DSP的高精度UPS数字锁相技术

结合锁相环的原理研究,利用DSPTMS320F240实现高精度锁相的数字锁相环的原理与方法。所给出的锁相方法中利用DSP的捕获中断和周期中断读取市电和逆变输出的相差,经数字PI调节器输出一个载波周期的补偿量,通过动态改变载波周期值实现逆变输出对市电的锁相,理论上相位差分辨率可高达0·72°。分析了相位关系的判断方法,给出了相位跟踪的硬件实现电路及程序流程图。实验结果验证了该方案的可行性和有效性。     

基于dq变换的三相软件锁相环设计

针对传统锁相环在电压畸变条件下不能获得准确相位的问题,根据软件锁相环(SPLL)原理,提出了一种基于dq坐标变换原理获得SPLL线性化模型,并通过PI控制实现的新型三相SPLL.在三相电压不平衡时,利用T/4(T为三相电压周期)延时计算法实现正、负序分量分离,有效地抑制负序分量对相位的影响.通过仿真实验系统,对提出的控...     

基于DSP的光伏并网发电系统软件锁相技术

利用TMS320F2812事件管理模块EVA的2路CAP单元分别捕获经过信号调理的电网电压和并网电流对应的方波信号,根据所捕获的信号计算出电网电压与并网电流的频率和相位差,根据计算结果调节算法中的步进值和相位指针从而实现光伏逆变系统锁相控制。该算法以16位无符号整型变量为相位指针,利用该指针在调制频率下步进而周期性溢出的特点来产生同频正弦周期调制信号从而控制逆变输出。该方法提高了相位跟踪的精确性和快速性,实现了并网电流与电网电压同频同相,保证了光伏并网发电系统回馈电网的功率因数近似为1。样机测试结果表明该技术锁相精度高,锁相稳定,快速性好,易于实现。     

高性能并网逆变器数字控制技术研究

研制了一台高性能数字化并网逆变器实验样机.在理论分析的基础上,建立了逆变器线性控制模型,并从线性系统叠加定理和频域分析角度提出实现零稳态误差正弦电流控制的条件.为了避免频率波动对控制器性能的影响,采用带通滤波器式(BPFM)控制器对并网逆变器输出电流进行控制,克服了传统PI控制器对正弦信号跟踪出现幅值误差和相位误差较大的问题.并网逆变器数字化控制采用TMS320LF2407 DSP.实验结果表明,设计的并网逆变器数字控制具有控制精度高、输出电流谐波失真小等优点.