双输入直流变换器的建模与闭环系统设计

在采用两个甚至多个输入源的新能源联合供电系统中,用单个多输入直流变换器(Multiple-Input Converter, MIC)代替原有的多个单输入直流变换器,可以简化电路结构,降低系统成本。采用MIC构成的新能源联合供电系统是一个典型的多输入-多输出耦合系统,因此,闭环系统的设计非常复杂,本文将以双输入Buck变换器为例,进行系统建模以及闭环调节器的设计,使得该系统稳态和动态性能达到要求。最后通过一个400W的实验样机验证该设计方法的有效性。此设计方法也可以应用于其它的双输入直流变换器构成的新能源联合供电系统中     

双输入直流变换器的建模与闭环系统设计

在采用两个甚至多个输入源的新能源联合供电系统中,用单个多输入直流变换器代替原有的多个单输入直流变换器,可以简化电路结构,降低系统成本。采用MIC构成的新能源联合供电系统是一个典型的多输入-多输出耦合系统,因此,闭环系统的设计非常复杂。本文将以双输入Buck变换器为例,进行系统建模以及闭环调节器的设计,使得该系统稳态和动态性能指标达到要求。最后通过一个400W的实验样机验证该设计方法的有效性。此设计方法也可以应用于其他的双输入直流变换器构成的新能源联合供电系统中。     

太阳能与市电互补系统的Matlab仿真研究

在具有多个新能源输入的联合供电系统中,一个多输入直流变换器(MIC)就可以实现传统的多个单输入直流变换器的功能,并且达到简化系统结构、降低系统成本的目的。MIC通常需要进行能量管理以实现可再生能源的优先利用。首先将多输入直流变换器系统和单输入直流变换器系统进行了比较,然后以双输入Buck变换器为例,分析了双输入Buck变换器工作原理。为了验证双输入Buck变换器工作原理的正确性,在Matlab中搭建了基于太阳能与市电互补的双输入Buck变换器仿真模型,对系统进行了仿真分析。仿真结果验证了双输入Buck变换器工作原理和能量管理策略的正确性。     

基于DSP的双输入Buck变换器的研究

在采用两个甚至多个输入源的新能源联合供电系统中,用单个多输入直流变换器代替原有的多个单输入直流变换器,可以简化电路结构,降低系统成本。针对太阳能与市电联合供电系统,采用双输入Buck变换器,这是一种最简单的多输入直流变换器。在此系统中太阳电池应工作在最大功率跟踪状态,剩余的能量由市电进行补充。采用DSP代替现有的模拟电路来实现系统的控制和能量管理,可以简化电路,提高系统灵活性。DSP主要功能为实现各种工作模式下开关管的控制和工作模式之间的切换控制。最后设计制作了一台500 W的样机,实验结果验证了本系统的有效性。     

一种新的双输入直流变换器

在两种以上能源输入的分布式供电系统中,采用多输入直流变换器替代多个单输入直流变换器,能够简化电路结构,降低系统成本.提出一种新的双输入Buck直流变换器,该电路具有电路结构简单、开关器件电压应力低、既可单独向负载供电,又可同时向负载供电等优点.分析双输入Buck直流变换器工作原理,给出变换器的稳态关系式,提出能量管理方法,最后通过一个420W的原理样机验证了理论分析的正确性和控制策略的有效性.     

软开关双输入全桥变换器的参数设计

在采用两个甚至多个输入源的新能源联合供电系统中,用单个多输入直流变换器(Multiple-Input Converter,MIC)代替原有的多个单输入直流变换器,可以简化电路结构,降低系统成本。与传统的单输入直流变换器不同,MIC的参数设计比较复杂,这是由于MIC存在多路源同时供电和单路源独立供电的多种工作模式,同时为了在多种模式下实现所有开关管的软开关,本文提出了一种综合考虑多种工作模式的软开关双输入全桥变换器的参数设计方法。给出了具体的设计过程,最后搭建了一套800W的原理样机给出了实验验证。     

双输入Buck变换器的交错双沿调制方法

在多种新能源联合供电系统中,采用多输入直流变换器代替多个单输入直流变换器,能够简化电路结构,降低系统成本。本文首先分析双输入Buck变换器的输入输出关系,它只决定于两只开关管的占空比,而与驱动信号的相位无关。本文分析两只开关管的驱动信号之间的相位差与电感电流纹波的关系,提出一种交错双沿调制方法,它使得电感电流纹波最小,由此可以提高变换器的动态响应速度和功率密度。在实验室完成了一个400W的原理样机,验证了交错双沿调制方法的有效性     

双输入Buck变换器的交错双沿调制方法

在多种新能源联合供电系统中,采用多输入直流变换器代替多个单输入直流变换器,能够简化电路结构,降低系统成本.首先分析了双输入Buck变换器的输入输出关系,它只决定于两只开关管的占空比,而与驱动信号的相位无关.然后分析了两只开关管的驱动信号之间的相位差与电感电流纹波的关系,采用交错双沿调制方法,使得电感电流纹波最小,由此可以提高变换器的动态响应速度和功率密度.搭建了一个400W的原理样机,实验结果验证了交错双沿调制方法的有效性.     

无缓冲单元的多输入直流变换器电路拓扑

在采用两个甚至多个输入源的新能源联合供电系统中,用单个多输入直流变换器MIC代替原有的多个单输入直流变换器,可以简化电路结构,降低系统成本.MIC可分为无缓冲单元和带缓冲单元的两类,文中讨论了无缓冲单元的MIC电路拓扑的生成方法.首先给出构成无缓冲单元的MIC电路拓扑的基本单元,提出生成MIC时基本单元之间的组合级联规则,由此推导出一系列无缓冲单元的MIC电路拓扑.     

多电平Buck变换器的解耦控制与闭环设计

多电平直流变换器利用飞跨电容使得输入电压在串连的各开关管之间均分，以降低开关管的电压应力。但该变换器是一个多输入多输出，强耦合的非线性系统。该文建立了多电平Buck变换器的小信号模型，并采用一种新提出的控制方法将该变换器解耦成多个单输入单输出系统，然后进行控制闭环的设计。论文采用三电平Buck变换器进行了实验验证。实验结果表明，所建立的小信号模型是正确的，基于该模型设计的补偿网络可以使变换器具有较快的动态响应。实验结果也表明输出电压闭环和飞跨电容电压闭环是相互解耦的。     

一种新的多输入全桥变换器

在新能源联合供电系统中,采用多输入直流变换器代替多个单输入直流变换器,可以简化电路结构,降低系统成本。本文提出了一种新颖的多输入全桥变换器,并且以双输入为例,通过分析双输入全桥变换器的工作原理及其特性,提出了多移相控制策略实现开关管的软开关,及一种实现两输入源功率分配的能量管理方法。最后通过一个800W的原理样机验证了理论分析的正确性和能量管理策略的有效性。     

多绕组同时供电直流变换器型多输入逆变器

提出多绕组同时供电直流变换器型多输入逆变器电路结构与拓扑族及其主从功率能量管理移相控制策略,对其控制策略、稳态原理特性和主要电路参数设计准则等关键技术进行深入分析研究,获得重要结论。该电路结构是由Boost型多绕组直流变换器和Buck型逆变器两级级联而成,主从功率能量管理是指第1,2,…,n-1路输入源输出最大功率,第n路输入源补足负载所需的功率。1 000V·A DC-AC全桥式多输入逆变器的仿真和实验结果表明,该变换器具有高频电气隔离、电压匹配能力强、功率密度高、多路输入源可同时向负载供电、占空比调节范围宽、多模态平滑切换等优点。     

多输入全桥变换器*

在新能源联合供电系统中,采用多输入直流变换器代替多个单输入直流变换器,可以简化电路结构,降低系统成本。本文提出了一种新颖的多输入全桥变换器,并且,以双输入为例,通过分析双输入全桥变换器的工作原理及其特性,提出了双移相控制策略实现开关管的软开关,提出了一种能量管理方法实现了两输入源的功率分配。最后通过一个800W的原理样机验证了理论分析的正确性和能量管理策略的有效性。     

单级型三相储能变流器基本控制策略分析

储能变流器是微电网、不间断电源（UPS）等设备中储能控制的关键设备。针对储能变流器的不同控制目标,控制策略可分为高级控制策略和基本控制策略。高级控制策略实现具体应用领域的控制目标,基本控制策略是高级控制策略设计的基础,根据高级控制策略形成的指令,实现基本环路的控制功能。将基本控制策略划分为定直流电压、定直流电流、定交流电流、定交流电压四种控制模式,通过在同步旋转坐标系下建立的变流器数学模型,运用典型I型系统和II型系统PI调节器经典设计方法,对每一种控制器进行设计,得到设计参数并进行仿真。结果表明,提出的基本控制器设计思路和方法可用于指导变流器控制器设计。     

氢光联合供电系统的能量管理

将光伏发电和燃料电池发电结合起来,提出了一种基于双输入Buck变换器的氢光联合供电系统,它是由太阳能电池、燃料电池和双输入Buck变换器组成。基于双输入Buck变换器提出了一种氢光联合供电系统的能量管理控制策略,尽可能多地利用了太阳能电池的输出功率。在Saber仿真软件中搭建了一个氢光联合供电系统的仿真模型,对系统进行仿真分析,并在实验室完成了一台原理样机进行实验验证,仿真结果和实验结果均验证了双输入Buck变换器的工作原理和能量管理策略的有效性。     

楼宇直流微网用直流母线功率分级控制的新型多输入直流变换器研究

针对传统多输入变换器存在的输入/输出电压反极性、分布式能源汇集结构复杂等问题,提出一种新型多输入直流Buck-Boost变换器,有效实现楼宇直流微网中的风光混合供电,且将蓄电池直接嵌入变换器中,减小体积和降低成本。该变换器具有电路拓扑简洁、可实现升/降压、输入/输出电压同极性、各种分布式输入源可单独或同时向负载供电、蓄电池能根据负载功率变化吸收或释放功率等优点。以三输入为例分析了变换器的工作模式、推导其输入输出特性、提出基于直流母线功率的分级控制实现能量管理。通过Matlab/Simulink平台的仿真实验验证了该变换器的可行性和控制策略的有效性。     

单周期控制的PFC电路切换线性模型

为了深入研究单周期控制技术的系统控制过程和工作机理,采用非线性控制理论,建立电流断续条件下boost变换器的切换线性模型并对模型进行分析.给出了boost变换器运行时三个模式的动力学方程以及各模式间的切换序列,分析了在电流断续条件下的能控性.通过和电压跟随器控制的功率校正电路输出电压作对比,表明了采用单周期控制技术后输出电压超调量更小,动态响应速度更快.分析所采用的方法同样可以用于单周期控制buck、buck-boost变换器电路,为单周期控制技术的推广提供理论依据.