电流型单端初级电感变换器中分岔行为与稳定性

导出了连续运行模式下电流型单端初级电感变换器(SEPIC)的频闪映射方程.采用数值方法研究了系统中的分岔和混沌现象,并对不稳定区域中的非线性行为(如倍周期分岔、边界碰撞分岔和吸引子共存)进行了分析.数值结果表明,较之低维DC-DC变换器,SEPIC变换器作为一类高维的DC-DC变换器,电路参数的变化使得系统出现了更为复杂、多样化的非线性现象.根据系统Jacobian矩阵特征乘子的变化趋势,确定了系统首次失稳时分岔点的位置和类型,讨论了电路参数的变化对系统稳定性的影响.     

多级并联电流反馈型DC-DC升压变换器中的分岔与混沌

该文利用二维非线性映射的分岔理论分析了多级并联电流反馈型DC—DC升压变换器中的分岔与混沌现象，并得出其在相同参数配置下随着级联数增加的变化规律。该文采用离散时间模型法建立了系统在连续电流工作状态下的离散时间映射关系式，并在此基础上进行了分析和计算机仿真。     

开关电感Boost变换器的失效机理及基于参数扰动的混沌控制方案研究

开关电感Boost变换器是新能源系统中应用较为广泛的一种高增益DC-DC变换器。由于变换器本身的特性,当电路参数的变化超出一定范围时,会发生分岔、混沌等非线性现象,造成变换器失效,此时变换器无法正常稳定运行并且工作性能下降,因此有必要控制变换器从混沌态重回稳定态。基于参数扰动混沌控制法的基本原理,设计了适用于峰值电流控制型开关电感Boost变换器的混沌控制方案。该方案可使工作于混沌状态的变换器能迅速返回周期-1态稳定工作,其输出电压增益得以提高、输出纹波显著降低,并且在输入和负载有较大扰动时变换器系统均能稳定工作。利用非线性理论对变换器失效机理进行分析和混沌控制,对于DC-DC变换器参数设计、稳定性分析和性能提升具有一定的实际应用价值。     

电流型控制单电感双输出Buck变换器的动力学行为分析

通过对电流型控制单电感双输出(single-inductor dual-output,SIDO)Buck变换器工作原理的描述,推导了三个电感电流边界,建立了电流型控制SIDO Buck变换器的离散迭代映射模型。采用分岔图和李雅普诺夫指数,分析了以输入电压和输出电压为变化参数的分岔行为。通过稳定性分析,得到了电流型控制SIDO Buck变换器从稳定的周期1工作状态到不稳定工作状态,从电感电流连续导电模式到断续导电模式转移的分界线方程,并利用参数空间映射图对变换器的工作状态域进行了估计。研究结果表明:随着电路参数变化,电流型控制SIDO Buck变换器发生了倍周期分岔和混沌,且运行轨道与三个边界碰撞后产生不同的分岔路由,包括周期数倍增和工作模式转移。最后,建立了电流型控制SIDO Buck变换器的仿真和实验电路,时域仿真和实验结果验证了理论分析的正确性。     

电压型Cuk变换器中的低频振荡现象分析

研究了电压型Cuk变换器中的低频振荡现象,利用离散模型分析了Cuk变换器中的电流不连续模式与低频振荡之间的相互关系。最后通过数值仿真实验验证了理论分析的有效性和正确性。     

Boost PFC变换器快时标分岔的控制方法

基于对峰值电流型Boost功率因数校正（PFC）变换器的离散建模,得到变换器电感电流的频闪映射图,并利用相轨迹更好地揭示了输入电压和电感电流稳定性的关系。为了避免分岔,使变换器稳定工作在单周期态,分别采用参数微扰法和双积分滑模法进行分岔控制。仿真结果表明,与参数微扰法相比,双积分滑模法不需要施加外部扰动,具有更好的鲁棒性,能有效地避免因输入电压变化所产生的分岔现象,还弥补了参数微扰法在快时标分岔控制效果中的不足,并获得更高的功率因数值。     

基于不稳定周期轨道的参数扰动法在Boost变换器混沌控制中的应用

电力电子变换器是典型的非线性系统,分岔与混沌等非线性动力学现象的存在限制了变换器的工作范围,并对变换器性能产生了不良影响。因此,在对Boost变换器进行非线性动力学分析的基础上,通过采用一种基于不稳定周期轨道的参数扰动法,对处于混沌态的变换器进行控制,使重新工作于周期-1态。MATLAB数值仿真结果证明控制方案的有效性,在不改变主电路参数的前提下,可以扩大DC-DC变换器的稳定工作空间,提高变换器的增益,降低输出电压和输入电流的纹波,使变换器的性能得以提升。     

大功率低压大电流移相全桥变换器的混合控制

本文提出了一种针对移相全桥PWM DC-DC ZVS变换器的变PI参数控制与智能积分相结合的混合控制策略，以满足大功率低压大电流DC-DC 变换器输出的动态性和稳态性的要求，并利用TMS320F240作为控制芯片。实验结果证明了方案的可行性。     

V2控制Cuk变换器建模与瞬态性能分析

将具有快速瞬态响应的V 2控制技术应用于Cuk变换器,分析了V 2控制Cuk变换器工作于电感电流连续导电模式(CCM)的原理.利用时间平均等效建模方法,推导包含输出电容等效串联电阻(ESR)的CCM Cuk变换器主电路传递函数.在此基础上,建立V 2控制和峰值电流控制CCM Cuk变换器的精确小信号模型,详细推导控制-输出传递函数及输出阻抗,并从频域角度对比分析V 2控制和峰值电流控制CCM Cuk变换器的瞬态特性.建立V 2控制和峰值电流控制CCM Cuk变换器的时域仿真模型和实验电路,通过仿真和实验对比分析两种变换器的稳态和瞬态性能.研究结果表明:V 2控制与峰值电流控制CCM Cuk变换器具有相同的稳态性能;相比于峰值电流控制,V 2控制CCM Cuk变换器具有更快的负载响应速度.     

高电压增益混合型DC-DC变换器研究

随着分布式发电的出现,对高增益DC-DC变换器的要求越来越高。为了获得更高的电压增益,提出一种光伏发电用混合型高电压增益非隔离单开关DC-DC变换器。该变换器将传统的Boost和Cuk变换器并联,详细讨论了其拓扑结构、工作原理以及电路参数设计,实现了基于Matlab/Simulink的仿真研究和基于单片机的150 W实验样机。仿真研究和实验结果与理论分析吻合较好,验证了理论分析的正确性以及混合型DC-DC变换器拓扑结构的有效性。所提混合型拓扑使用元件数较少的单一功率开关,并能提供比非隔离式传统变换器更高的电压增益。该拓扑在单功率开关作用下可提供连续电流的工作模式,而且降低了功率开关和二极管的电压应力。     

Boost变换器自激混沌抑制EMI的实验研究

提出了基于闭环电流模式Boost变换器的封闭三维离散时间映射,应用该映射得到了电感电流关于输入电压的分叉图和输出电压的负载特性。通过对分叉图的研究,可以选择合适的参数使闭环电流模式Boost变换器工作在混沌状态,即自激混沌。实验结果表明,闭环电流模式Boost变换器自激混沌抑制EMI的效果良好,在实际负载范围内都能自激混沌,且对输出电压的纹波影响较小。     

输出电压纹波对电流型Boost变换器稳定性的影响

研究了电流型Boost变换器输出电压纹波对变换器稳定运行的影响。通过建立考虑变换器输出电压纹波的电感电流频闪映射，得到了变换器稳定运行的条件。该条件表明，Boost变换器的输出电压纹波对变换器稳定运行的边界有显著影响。经过一些合理的假设，得到了利用变换器电路参数预测占空比的稳定边界的一个解析表达式。在此基础上，基于能量守恒原理得到了输出电压存在纹波时，电流型Boost变换器稳定参数域预测的解析表达式，该式能够较好地预测变换器的稳定参数域。     

The Voltage-Controlled Compensation Ramp: A Waveshaping Technique for Power Factor Correctors

This paper deals with a new control method for power factor correctors. Control is carried out by a standard IC controller for peak current-mode dc–dc converters, with only an additional compensation ramp generator and peak detector. The fact that neither an analog multiplier nor an input voltage sensor is needed to achieve quasi-sinusoidal line waveforms makes this method very attractive. The method is similar to the One-Cycle Control method, but can be very easily adapted for use with topologies different to the boost converter, i.e., flyback, buck-boost, single-ended primary inductance converter, Cuk, and zeta topologies. Moreover, as the line current is cycle-by-cycle controlled, the resulting input current feedback loop is extremely fast, thus allowing the use of this type of control with high-frequency lines.      

峰值电流模式斜坡补偿电路研究

针对峰值电流控制模式变换器的不稳定性问题,分析了斜坡补偿的基本原理和峰值电流控制电路的稳定性原理.主要介绍了由射极跟随器构成的斜坡补偿电路及其参数设计,用以实现在大范围调整占空比时变换器电路的稳定性.以采用峰值电流控制模式的全桥移相变换器为设计实例来设计补偿电路参数,并通过电路实验获得了良好的补偿信号和稳定的变换器控制性能,由此证明了该设计方法的可行性.     

电流型双频率脉冲序列调制开关变换器

提出了开关变换器电流型双频率脉冲序列调制BF-PTM方法,研究了电流型BF-PTM的控制策略。电流型BF-PTM控制技术无需误差放大器及其相应的补偿网络,具有结构简单,稳定性好,动态响应速度快,电磁干扰噪声水平低,易于实现等优点;此外,通过将电感电流引入到控制环,易于实现电流型BF-PTM控制开关变换器的过电流保护和多变换器的并联均流控制。以电感电流断续导电模式Buck变换器为例,对电流型BF-PTM控制开关变换器进行了研究,仿真及实验结果表明,电流型BF-PTM比传统的电流型PWM具有更快的动态响应速度和更低的电磁干扰噪声。     

基于三相非对称Cuk斩波器的感应电机软起动

提出适用于感应电机软起动的新型非对称Cuk交流斩波电路.在分析非对称Cuk斩波电路工作原理基础上,构建了分析电路动态性能的PSPICE仿真模型,通过与传统晶闸管交流调压电路、Buck斩波调压电路的输出谐波及转换效率对比分析,研制出基于AVR控制的15 kW/25 kHz的软起动器.仿真和实验结果表明,新型软起动器具有效率高.控制简单,成本低的优点,可应用于中小功率感应电机的软起动,替代常规品闸管交流调压式软起动器.     

单周期控制Cuk变换器的一种实现策略及降频现象分析

开关变换器的单周期控制技术具有动态响应快、跟踪性能好、控制简单等特点。该文在考虑了Cuk变换器启动过程及全局稳定性的基础上,采用固定占空比控制与单周期控制相结合的策略,实现了Cuk变换器的单周期控制。同时也对控制模式切换点选择不当时出现的降频现象进行了分析。仿真和实验结果证明了分析的正确性和控制策略的有效性。     

A Class of Quasi-Cuk DC/DC Converters: Steady-State Analysis and Design

In this paper, new topologies for quasi-Cuk converter are proposed. The proposed converters with different voltage and current transfer ratio and reduced voltage stress on capacitor can be employed in distributed generation (DG) systems. In this paper, steady-state analysis of two proposed quasi-Cuk converters in continuous conduction mode (CCM) and discontinuous conduction mode (DCM) is presented. Then, besides values designing of used elements, maximum and minimum values of their current and voltage are calculated. Moreover, critical inductances between CCM and DCM for the proposed converters are calculated. Unique features of the proposed converters are different transfer ratio without employing additional elements compared to the conventional Cuk converter. Comparison of the proposed converters with conventional converter in terms of voltage transfer ratio, voltage stress on capacitor, and voltage stress on switch demonstrates advantages of the proposed converters. Finally, experimental results to verify the accuracy of the proposed converters in different operating modes are presented.     

一种可以建立软开关PWM变换器的系统方法

以结合开关理论为基础,提出了一种可以建立软开关PWM变换器的系统方法。应用这种方法,许多种无源和有源软开关PWM变换器家族中所派生出的变换器,如：Buck—Boost变换器、Cuk变换器、Sepic变换器和Zeta变换器都能够通过Buck变换器和Boost变换器这两种最基本的变换器得到,不仅对变换器家族可以进行更加深入的了解,还可以揭示出软开关变换器之间的内在联系。通过对结合开关理论的具体介绍,在对有源PWM软开关变换器中的零电压转换（ZVT）PWMDC／DC变换器的派生变换器电路拓扑的建立原理和得出过程重点阐述的同时。将有源软开关PWM变换器进一步分成了Buck和Boost家族两大类,并证明了所提出的这种建立软开关PWM变换器的方法的正确性和可行性。