A new controller for boost dc–dc converters based on a novel sliding surface

ABSTRACT

In this paper, two control schemes for boost converters affected by uncertainties in input voltage and load are proposed. The boost converter dynamics is redefined in terms of new state variables to facilitate the use of a disturbance observer that can estimate matched and unmatched disturbances. A sliding surface, which is new in the context of boost converters, is proposed to enable tracking and regulation of output voltage without requiring measurement of input voltage and load current. The stability of the overall system including the disturbance observer, the sliding variable and the output is proved. The performance of the schemes is assessed for regulation of output voltage and tracking of reference voltage by simulation as well as experimentation in which various types of uncertainties and various types of reference voltages are considered.     

Single-switch boost-buck DC-DC converter for industrial fuel cell and photovoltaics applications

The realization of dc-dc converters performs a vital function in exploiting renewable energy sources such as solar photovoltaic (PV) and fuel cell applications. This paper demonstrates a single-switch unidirectional buck-boost dc-dc converter for continuous power flow control, excluding the hybrid switched-capacitor. The proposed converter utilizes a limited number of passive components, only four diodes and three inductors required, in addition to six capacitors. The converter can operate at a wide input voltage range with continues input current. The converter has experimented under real-time conditions with 660 W PV system. The obtained efficiency ranges from 93% to 98%. Furthermore, the converter has interfaced with 550 W fuel cell operated under different fuel pressure. The realized efficiency ranges from 91% to 97%. The maximum measured inductance current ripple is limited to under 0.70 A in both scenarios, whereas 0.16 V is the maximum output voltage ripple.     

输出本质安全型Boost变换器的改进电路研究

本文提出一种基于输出本质安全要求的改进型Boost变换器。当其输出出现短路故障时,通过控制隔离开关的关断和主开关的导通,可彻底切断输入电源并旁路电感能量,阻止电源和电感能量传输到输出端。实验结果证明了分析的正确性和改进方案的可行性。     

升压技术在治理有害气体中的应用

矿井为抽出式通风时,综采工作面采用局部升压通风控制有害气体效果明显.本文介绍了升压技术在马脊梁矿治理有害气体中的应用,经济效益显著.     

基于改进滑模控制的光伏最大功率点跟踪技术

为了充分利用太阳能,改善光伏发电中普遍存在的跟踪速度慢、输出功率不稳定、转化效率低等缺点,基于光伏阵列工作特性和滑模变结构控制的特点,提出一种最大功率点跟踪控制策略。采用Boost电路作为实现电路,通过分析光伏阵列输出特性,设计相应滑模控制器,并对其中非线性分量进行改进;采用微滑模层代替传统的滑模面,减小系统振荡。利用Simulink仿真软件对该控制策略改进前后进行仿真分析,并与传统控制方法中的扰动观察法进行对比。仿真结果表明,该控制策略在跟踪速度、超调量以及跟踪的动态稳定性控制方面表现良好。     

一种基于Buck/Boost电路的新型微逆变器功率解耦电路

针对微逆变器中存在的二次功率扰动问题,提出了一种新型四开关功率解耦电路。详细分析了基于Buck/Boost电路的新型功率解耦电路的4种工作模式,推导了采用脉冲能量调制控制策略原理,并对电路关键参数进行设计。该电路并联在逆变器交流输出侧,不仅能够明显抑制母线电压和直流输入侧电流中的二次纹波,而且可以将大电解电容替换成小容量长寿命的薄膜电容。最后,仿真实验验证了该拓扑的有效性和合理性。     

直流微网系统用交错并联双向直流变换器控制方法

直流微电网系统的能量需要双向传输,为了解决双向交错并联变换器相间不均流的问题,本文研究了一种应用于直流微电网系统的交错并联双向Buck/Boost直流变换器的含有同步整流调制的带占空比分配的控制方法。本文描述了变换器的运行原理,然后对变换器的调制方式与控制方法进行了详细分析。该方法在传统的PI控制方法上引入了占空比再分配方法,根据每相电感电流的大小调节每相占空比,既能实现稳定的输出电压电流,也能自动实现两相均流,同时该方法可拓展到多相变换器,并且同步整流控制也使得变换效率更高。最后,搭建了低压侧为40~120 V,高压侧为200 V,输出功率为5 kW的仿真模型。仿真模型验证了理论分析的正确性。     

Boost PFC变换器的无模型预测电流控制

升压型功率因数校正(Boost PFC)变换器在中轻载运行时存在电感电流的断续导通模式,采用线性的比例-积分(PI)控制器难以有效地控制平均电感电流,导致输入电流存在较为严重的畸变。为改善输入电流质量,基于变换器统一的超局部模型并结合预测控制思想,建立了无模型预测电流控制器以生成合适的占空比控制信号并提高电流环路的响应速度。该方法在克服控制器对系统参数依赖的同时,有效地提高了变换器在电流连续导通模式和断续导通模式时的电流控制性能,避免了额外的模式识别算法或硬件检测电路。     

一种新型非谐振型软开关交错并联Boost电路

提出一种新型非谐振型交错并联Boost零电压转换(ZVT)电路。在传统交错并联Boost拓扑基础上添加了一组由一个电感、两个电容、一个开关管、四个二极管组成的辅助网络,令主开关管实现了零电压开通与关断,辅助开关管实现了零电流开通与部分零电压关断,降低了开关损耗,提升了电路变换效率。软开关可在宽工作范围内有效实现,电路工作在连续电流模式(CCM),控制方式简明易行,辅助网络的引入没有给主开关管带来额外电流应力。通过复用部分辅助元件,提高了辅助网络利用率,减少了体积与费用;降低了开关过程中的dv/dt、di/dt,抑制了开关噪声。详细分析了电路拓扑结构、工作原理,并对主要参数进行了优化选取,最后通过实验验证了理论分析的正确性。     

空分设备主换热器增压通道冰堵故障分析及处理

由于膨胀机增压端后冷却器内漏,30000 m3/h空分设备在临时停车再开车时出现了主换热器增压通道阻力增大现象。采取临时停车对增压通道进行局部加温的方法未能排除故障,后启动空压机,对主换热器部位进行加温解冻才解决问题。简介主换热器增压通道冰堵后的参数变化情况,介绍堵塞通道解冻的具体过程。