抛物线法PWM电流控制新技术

给出一种用于电压型PWM变换器的非线性电流跟踪控制方法——“抛物线”法,该方法采用一种带复位的抛物线波形与电流跟踪误差直接比较,产生开关频率基本恒定的PWM信号,能在一个开关周期内使变换器电流精确跟踪电流指令值。该抛物线波形的形状由时间与开关周期之比减去该比值的平方决定,其幅值与开关周期及主电路直流侧电压成正比,与串联电感成反比。详细分析了该方法的动静态稳定性,结果表明采用固定开关频率的方法容易产生次谐波振荡,而采用双向抛物线函数的改进方法具有较好的收敛性。给出了该方法的多种电路实现方案。仿真和实验验证了该方法的有效性。     

三相抛物线PWM电流控制解耦方法(方法II)

抛物线脉宽调制(pulse width modulation,PWM)电流控制方法可直接用于单相或三相四线电压型变换器,具有良好的动、静态电流控制性能,并能保持开关频率基本恒定。但三相三线系统中,由于三相电流之间存在耦合关系,直接采用该电流控制方法,其控制性能会有所下降。通过线性变换,将三相三线变换器输出电流变换成虚构的两相电流,提出一种三相抛物线PWM电流控制解耦方法。该方法采用固定某一相开关状态,用两个单相抛物线PWM电流控制器产生另外两相开关信号,通过控制两相虚拟电流跟踪其参考电流,间接实现三相三线变换器实际电流的高精度快速跟踪控制。仿真和实验结果验证了该解耦控制方法的可行性和有效性。     

抛物线PWM电流控制稳定性分析

抛物线脉宽调制（pulse-width modulation,PWM）电流控制方法采用一对特定的抛物线函数曲线,以控制电压型变换器电流跟踪误差的正负峰值和PWM开关时刻,实现与滞环控制相媲美的高精度、快速电流跟踪控制,并能保持开关频率基本恒定。但该方法也存在与峰值电流控制类似的动态稳定性问题。从理论上详细分析抛物线PWM电流控制方法在各种工况下的动态稳定性以及影响稳定性的因素,导出PWM占空比与稳定性及动态调整时间之间的关系,结果表明：抛物线法电流控制满足全局动态稳定性条件。仿真和实验结果验证了上述结论的正确性。     

三相抛物线PWM电流控制解耦方法(方法I)

抛物线脉宽调制(pulse width modulation,PWM)电流控制方法具有与传统滞环控制相媲美的高精度、快速电流跟踪控制性能,并能保持开关频率基本恒定,可广泛用于各种电压型功率变换器。但是现有文献仅给出了单相抛物线PWM电流控制方案,并未涉及如何用于三相三线变换器。该文利用叠加原理,将三相三线系统等效为虚构的三相四线系统与虚构的零序系统之和,提出一种三相抛物线PWM电流控制解耦方法,该方法通过3个独立的单相抛物线PWM电流控制器对虚构的三相电流进行控制,间接实现三相三线变换器实际电流的高精度快速跟踪控制。仿真和实验结果验证了该解耦控制方法的可行性和有效性。     

基于改进双抛物线的电流跟踪技术控制算法EI北大核心CSCD

为了克服抛物线法电流控制技术存在的抛物线基准电流环不易实现、转换点检测不精确的问题,基于脉冲宽度调制(PWM)变换器的电流控制模型,提出了一种改进的双抛物线电流控制算法,通过公式推导计算精确转换点,并通过仿真对比了双抛物线及其改进技术的3种算法。结果表明:牛顿-双抛物线电流控制技术较斜线双抛物线电流控制更精确,其PWM信号周期基本恒定;且与一般的双抛物线电流控制相比,该方法简化了比较电路,提高了转换点的抗扰性,控制过程更易实现。研究结果表明改进的牛顿双抛物线控制技术结合了双抛物线和斜线双抛物线两者优点,更具可行性和优越性。     

基于改进双抛物线的电流跟踪技术控制算法

为了克服抛物线法电流控制技术存在的抛物线基准电流环不易实现、转换点检测不精确的问题,基于脉冲宽度调制(PWM)变换器的电流控制模型,提出了一种改进的双抛物线电流控制算法,通过公式推导计算精确转换点,并通过仿真对比了双抛物线及其改进技术的3种算法。结果表明:牛顿-双抛物线电流控制技术较斜线双抛物线电流控制更精确,其PWM信号周期基本恒定;且与一般的双抛物线电流控制相比,该方法简化了比较电路,提高了转换点的抗扰性,控制过程更易实现。研究结果表明改进的牛顿双抛物线控制技术结合了双抛物线和斜线双抛物线两者优点,更具可行性和优越性。     

一种抑制PWM逆变器电流纹波的变开关频率调制方法

提出了一种能够抑制PWM逆变器电流纹波的变开关频率调制方法.深入分析了PWM逆变器输出电流的特点,推导了电流纹波的解析表达式.通过使用该方法进行调制,可以使逆变器在不牺牲效率的前提下,有效降低电流纹波.与传统的恒定开关频率三次谐波注入法相比,所提出的变开关频率调制方法能够进一步提升电流纹波的抑制能力.最后,通过实验对所提调制方法的有效性进行了验证.     

多相堆叠交错并联制氢变换器控制策略与特性分析

制氢变换器的效率和输出纹波等指标在氢能应用中至关重要。多相交错并联Buck变换器（MPIBC）输出纹波的减小需要以增加并联支路、开关频率和滤波电感为代价,这将导致成本和损耗的提高。为此该文提出多相堆叠交错并联Buck变换器（MPSIBC）,MPSIBC在MPIBC基础上增加纹波补偿并联支路。补偿支路采用具有补偿特性的PWM控制,输出交流电流与MPIBC输出电流纹波波形互补。MPSIBC利用输出补偿思想使得变换器输出纹波的消除不依赖开关频率等因素。该文从理论上对MPSIBC拓扑和纹波补偿原理进行了分析,并通过PSIM仿真和实验进行了验证,结果表明MPSIBC具有显著纹波抑制效果的同时可有效降低开关频率和滤波电感。     

谐振开关电容变换器新型PWM控制策略

谐振开关电容变换器（Resonant Switched Capacitor converter RSCC）具有零电流开关的优点，但其输出电压的调节能力差。为了控制谐振开关电容变换器的输出电压，该文提出一种新型的PWM控制方式，它通过调整开关电容的充电时间（放电时间固定不变）来控制输出电压，使输出电压在输入电压和/或负载变化的情况下基本保持恒定。而且大部分开关器件仍保留零电流开关特性，因此具有开关电流应力低、EMI小等优点。该文以一个降压式谐振开关电容变换器为研究对象，详细分析了其工作过程和稳态特性，并制作了一台12V/5V/2A的实验样机控制系统，验证了该PWM控制方法的正确性和可行性。     

考虑指令电流的变环宽准恒频电流滞环控制方法

以半桥电压型PWM变换器为例,分析了补偿电流跟踪特性与变换器直流电容中点电压和交流电源电压的关系,提出了直流电容中点电压、交流电源电压和指令电流之间转换的方法。将指令电流转化为交流电源电压的附加分量,与原交流电压之和作为新的交流电压,应用于电压型PWM变换器电流控制,得到一种考虑指令电流的变环宽准恒频电流滞环控制方法。所提方法可以克服原有变环宽准恒频电流滞环控制方法在指令电流变化较大时开关频率不稳定的不足,仿真结果验证了所提方法的有效性。     

三相电压型PWM整流器双滞环电流控制策略的研究

提出了一种适用于三相无中线PWM整流器的定频滞环电流控制改进算法。其主要原理是利用三相PWM整流器线电流与功率器件开关状态的关系,对线电流实行解耦,利用双滞环来判断参考空间电压矢量的位置,结合锁相环电路对输出的开关状态进行检测,构成频率闭环控制。最后在MATLAB/simulink工具箱中进行了仿真验证。该改进算法保留了传统滞环控制电流跟踪响应快、有限流能力的优点,同时也有效的克服了开关频率变化不固定、开关损耗增大等问题。     

基于dq坐标定时滞环比较三相PWM整流器的研究

滞环比较方式是PWM控制的常用方式,对电流滞环比较PWM控制方式的原理进行分析,总结电流滞环比较方式的优缺点。为了提高三相PWM整流器的电流跟踪性能,减少开关频率及开关损耗,在滞环宽度固定的基础上,提出了一种采用定时控制的瞬时值比较方式。     

变频采样PWM矩形波电流控制

通过深入研究无刷直流伺服电机的矩形波电流控制中存在的问题，在对逆变器的开关状态和恒频采样ＰＷＭ的原理作进一步分析的基础上，提出变频采样ＰＷＭ方法，该方法能使逆变器的工作频率稳定在希望的频率值附近，且能最大限度地减小电流脉动，提高电流调节的精度和响应速度。试验结果表明，上述方法是可行的。     

一种单开关软切换PWM正向变流器

提出了一种单开关软切换PWM正向变流器。这种单开关软切换PWM正向变流器工作时有源开关上无电压应力,电流应力很小。此变流器及其两个派生电路可工作在接近于无损耗的切换状态,基本实现开关器件零电流切换(ZCS)导通和零电压切换(ZVS)关断,其输出电压由脉宽调制式(PWM)技术控制。对这些变流器的工作原理作了详细分析,并用仿真和实验结果加以证实。     

基于热管理的改进型模型预测电流控制研究

针对传统定频有限级模型预测电流控制FSF-FCS-MPCC ( fixed switching frequency finite control set model predictive current control )方法不能实现IGBT器件结温均衡、降低其结温波动和平均温度等问题,以单相PWM整流器为研究对象,提出了一种基于热管理的改进型模型预测电流控制。该方法在两矢量定频预测控制基础上,通过设计评价函数选取最优两矢量及动作序列;其次以采样周期为单位灵活选取两种零矢量交替使用;最后通过调制模块产生相应的开关状态进行控制。为了验证理论分析的正确性和有效性,在小功率实验平台上与传统FSF-FCS-MPCC进行了对比研究,结果表明该方法不仅可以实现上述控制目标,而且可以进一步减小网侧电流谐波和稳态误差,提高了开关器件的使用寿命和变换器可靠性。     

并联有源电力滤波器预测电流跟踪控制PWM技术

并联有源电力滤波器预测电流跟踪控制方法,根据其电路结构及电流跟踪特点,延展传统滞环跟踪控制思想,以数字化的方式单步预测滞环宽度、单步预测脉冲宽度调制(PWM)信号占空比,实现可控功率开关器件以固定的开关频率工作,优化了三相桥式逆变器,并保证补偿电流在一定的误差范围内跟踪指令电流信号的变化,达到滤除谐波、补偿无功的目的。通过数字仿真实验,表明此方法是可行有效的。     

三相电压型PWM整流器控制特性

基于三相电压型PWM整流器的工作原理,研究了PWM整流器的四象限运行的工作状态,并在此基础上提出PWM整流器网侧呈现受控电流源、且电流和功率因数均可控的特性,这使得整流器可以灵活地在各种工作状态间切换。针对PWM整流器网侧功率因数控制的要求,指出PWM整流器需工作在升压状态,且推导出其保持正常运行时直流电压与交流输入电源电压的比值应大于一个临界升压系数。提出了基于空间矢量算法的PWM整流器阶段电流控制策略:升压系数较大时采用单位功率因数控制模式,升压系数较小时则切换至滞后功率因数控制模式。设计并搭建了基于DSP数字化的三相电压源型PWM整流器的物理平台,实验波形验证了PWM整流器自身运行特性与其工作在临界升压系数时电流控制策略的切换控制的正确性。     

三相AC/DC变换器的滑模电流控制

针对三相PWMAC/DC变换器的输入电流调节,提出了一种滑模电流控制策略,其直流侧输出电压通过PI控制器调节。在该控制策略下,PWMAC/DC变换器具有功率因数为1的高输入电能质量和极佳的输出电压特性。实验结果证明了该方案的有效性。