采用定点数的数字DC-DC控制器设计

提出了一种应用于数字DC-DC变换器的高精度定点数字控制器的设计方法;在数字控制器的控制率运算中,将浮点数格式的控制参数转化为定点数格式,从而达到简化硬件电路的目的;该设计方法应用于降压型数字DC-DC变换器的设计中,并完成了基于FPGA的测试和验证;在500kHz的开关频率下,输出电压纹波为14mV,对于±0.5A的负载电流跳变,控制器响应时间约为330μs。测试结果表明,该设计方法在保持控制精度的前提下,可简化硬件电路的设计复杂度,并改善系统的瞬态性能。     

定频移相控制高效LLC谐振变换器的研究

在宽范围电压输入下,LLC谐振变换器为了获得高的电压增益,往往造成大量的原边导通损耗。提出了一种定频移相控制LLC谐振变换器的数字充电设计方案。在对其拓扑结构原理分析的基础上,完成对主电路参数和变压器的设计。基于DSP芯片TMS320F28033作为控制核心,分析了该方案软件实现过程。最后设计了一台350 V~500 V输入,200 V/5 A输出的样机,通过仿真和实验结果验证了设计的可行性,证明了该设计具有较小的原边导通损耗且在全负载范围内工作效率达到92%以上。     

升压型DC/DC变换器的设计

设计一种将18V转换为36V的升压型DC/DC变换器。介绍了该变换器的结构及基本原理,通过计算分析了主要器件的选择,并给出了变换器的详细电路原理图。实验测试表明,变换器的电压调整率SV小于3%,负载调整率SI小于2%。变换器还具有电路简单、稳定性能好和过电流保护功能,可用于额定直流电压为36V,电流小于2A的电子设备中。     

多路输出反激式开关电源的改进与实现

针对传统开关电源存在的控制芯片供电方式耗能较大、反馈电路光耦有效输入电流范围窄两个问题,对传统电源电路进行了改进,设计并实现了一款性能优良的48V转+5V、±15V,输出功率25W的三路输出反激式开关电源。样机输出电压精度为0.2%(+5V)、0.53%(+15V)、0.6%(-15V),输出电压纹波为20mV(+5V)、50mV(+15V)、60mV(-15V),电压精度和纹波率均满足小于1%的要求;测试表明:该电源性能优良,具有效率高,稳压精度高,负载调整率高等优点,有很高的生产应用价值。     

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。     

电池监测芯片中稳压模块的设计

设计了一款应用于电池监测芯片内的稳压模块,为芯片内部电路提供模拟电源电压与数字电源电压。通过带隙电路产生稳定的模拟电源电压,数字电源电压则通过栅源电压差叠加的方式获得。采用XFAB 0.35μm工艺模型仿真表明,在负载电流4 mA,外界电池电压10 V~60 V的宽输入电压范围内,模拟电源电压变化12 mV;在负载电流4 mA,-40℃~125℃的温度范围内,模拟电源电压变化6 mV,温漂系数为7.8 ppm/℃;数字电源电压分别变化0.12 V、0.76 V,均满足实际应用所需要的稳压要求。模块提供可靠的上电复位信号,并加入了过流保护和过温保护功能。     

基于主电流控制的并联DC-DC升压变换器改进

并联DC-DC升压变换器之间的负载电流分配关系到系统可靠性;针对并联DC-DC升压变换器,提出了一种基于主电流控制的改进下垂方法;该方法利用并联DC-DC升压变换器的算法,根据下垂法的负载调节特性自适应地调整每个变换器的参考电压;与传统的下垂法不同,在所有变换器的内环控制器中使用其中一个并联变换器的电流反馈信号,以避免并联变换器控制回路的时延差异;研究结果显示,该算法保证了负载均流与下垂法的负载调节特性一致,在并联变换器参数失配的情况下对该算法进行了测试,通过Matlab/Simulink仿真验证了该算法的有效性。     

基于TL494的同步整流Buck稳压电源设计

设计了一款基于TL494的同步整流Buck稳压电源。该设计通过控制单片机端PWM占空比,经LPF滤波器将PWM信号转变为直流电压信号,从而由TL494产生PWM信号控制同步整流管的占空比,实现电压0至30 V稳定连续可调输出。输出采样电路将电流值经放大后传送给单片机和TL494,当电流超过5 A后,MOS管关断,实现过流保护。经实验测量表明,在输入电压48 V、输出电压30 V、输出电流5 A的情况下,该设计负载调整率小于1%、输出纹波低于50 mV、效率高于96%,满足基本数控要求。     

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BUCK变换器的抗扰动控制方法

为解决降压变换器中存在多种扰动(如输入电压变化和负载变化等)严重影响输出电压的问题,提出了一种BUCK变换器的抗扰动控制方法。首先,采用变参数PI(VAPI)控制器代替传统PI控制器,作为改进的PI控制方法;然后,设计扰动观测器(DOB)观测参数摄动与负载变化带来的系统扰动,作为补偿量补偿到前馈通道,提高系统的收敛速度与抗扰动能力;最后,通过仿真验证了该算法的有效性。     

基于SG的Buck变换器自适应反步法控制

针对Buck变换器的非线性特性,考虑在电感电流连续导通模式下的数学模型,采用自适应反步法设计其闭环控制器,同时基于System Generator提出了数字控制器的实现方法,并分析了其负载扰动和电源扰动特性,将仿真结果与PI控制方式相比较,结果表明自适应反步控制的优越性和System Generator设计开发的有效性,为FPGA实现Buck变换器的数字控制器提供了新的设计流程,也为进一步研究其他DC-DC变换器的非线性控制提供了新思路.     

FPGA based design and implementation of power conditioning unit for fuel cell powered vehicle using adaptive vector reference control method

The output of renewable energy is the power of low voltage and high current rated designs. Due to the output voltage being too low it does not meet the required maximum voltage load requirements. Therefore, in order to meet the high voltage load, the required limit of the power converter (DC-DC) is used to increase the voltage to the maximum. . The DC output voltage from a renewable energy source is given as input to a DC-DC converter, and the output generated from the converter is used to drive a load. KY boost converter is one of the recently developed DC-DC converters to reduce output voltage ripple. It is suitable for operation in equipment to below low ripple conditions. The disadvantage of this converter is that the boost voltage is a very low design parameter. To obtain the desired boosted voltage, and also to reduce the output voltage ripple, an optimized algorithm is used. Compared with the existing Drosophila optimization technology, the proposed Adaptive Vector Reference Control (AVRC) Method has higher convergence characteristics and lower output ripple. The simulation results are verified by MATLAB simulation with hardware results. The hardware is developed using the Xilinx FPGAs SPARTAN 6A controller, which simplifies the XC3S500E development board prototype in addition to providing additional flexibility for further improvements. The results clearly show improved performance and validate the model.     

基于模糊平均电流控制的电池电源控制器研究

针对电池电源逆变系统中的直流一直流变换器,提出了采用模糊控制和平均电流控制相结合的方法(称为模糊平均电流控制法)进行控制,并且使用了比常见的小信号平均分析法更为精确的大信号模型对系统进行建模分析.文章在系统模型的建立、控制方案的设计、参数整定等方面都做了详细的说明.针对一个电池电源系统实例,使用Matlab搭建平台和控制系统进行仿真分析.这种控制算法具有响应迅速,抗扰动能力强的优点,在仿真结果中也得到了证明.     

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。     

A new controller for DC-DC converters based on particle swarm optimization

We propose a new controller for DC-DC converters based on particle swarm optimization (PSO). This new converter controller uses the PSO optimization method to directly control, by itself, the output voltage of a boost DC-DC converter. In order to validate and qualify the proposed converter controller, we analyzed and implemented some variants of the PSO algorithm, namely the standard PSO and the global local best PSO. The proposed converter controller was then compared with a variant of the classic PI controller with anti-windup, for different operational conditions. The three controllers compared in this work were implemented in the microcontroller TMS320F28027 by using the code composer studio from Texas Instruments. The results show that the proposed controller exhibits better behavior in terms of settling time and overshoot. Unlike most popular DC-DC converter controllers, the proposed controller does not require any sort of optimal parameter determination.     

基于HIP4081的移相全桥DC-DC变换器的设计

随着我国通信、电力系统以及个人数字产品的快速发展,模块电源的应用越来越广泛.高可靠小功率DC-DC变换器已成为电子电源的一个重点发展方向.主要介绍了以H桥驱动芯片HIP4081为主控电路的小功率DC-DC变换器设计.为了进一步改善开关电源的中的磁性元件性能、减小磁件体积,分析了高频变压器的设计要点.结果分析表明:该变换...     

Buck型变换器自适应有限时间降压控制算法研究

针对负载未知情况下Buck型DC-DC变换器系统, 基于有限时间控制技术和自适应控制技术, 提出了一种新的快速降压控制算法.首先, 基于时间尺度变换, 对系统的平均状态空间方程进行变换; 然后, 利用饱和有限时间控制理论设计出一类新的快速降压控制算法, 以实现输出电压在有限时间内收敛到参考电压.由于控制器设计过程中考虑了饱和约束条件, 使得变换器的占空比函数满足0到1之间的约束条件.对于负载未知情况, 设计了有限时间观测器以估计未知负载, 最终得到自适应式的有限时间控制算法.与PI控制结果进行了仿真对比, 验证了所提出的控制算法既具有快速的调节性能, 又具有较强的抗负载变化性能.     

基于C语言的直流数字电压表设计

针对传统数字电压表结构复杂、成本高、寿命短和不便升级等问题,提出来一种基于C语言以P89V51单片机为控制核心的数字电压表,硬件电路采用正负双积分型A/D转换器;电源电路用稳压芯片LM7805和LM7905来处理,电压负荷在＋5 V和-5 V电压之间;数字信号处理采用CD4052B,由LM324构成量程自动转换电路。控制功能用C语言编程实现。测量范围：10 mV-2 V,分辨率1 mV（2 V档）;测量误差小于±0.5 V;输入电阻大于1 MΩ。实验结果表明,该电压表能够抑制工频干扰且测量精度高,具有自动校零、量程自动切换功能和便于自动升级等优点。