Boost变换器和Boost-ZVT变换器的比较研究

介绍普通Boost 变换器和Boost-ZVT变换器的工作原理,指出Boost 变换器的开关管工作在硬开关状态,而Boost-ZVT变换器的主开关管工作在软开关状态。通过理论分析可以知道Boost-ZVT变换器的效率更高,然后将两种电路应用于单相功率因数校正电路中。最后在Pspice软件环境下搭建功率因数校正电路Boost变换器与Boost-ZVT变换器的仿真模型并进行仿真,并对仿真结果进行分析和比较,指出了它们各自的优点与缺点。     

软开关Boost变换器的精确数学建模与混沌仿真

该文详细分析了电压反馈型零电流开关Boost变换器的工作过程，建立了变换器工作在不连续运行模式(DCM)下的精确离散映射，对此数学模型进行了稳定性分析，确定了变换器中元件参数与其分岔稳定性的关系，在此基础上准确计算出了系统稳定运行的典型参数范围，利用Natlab6．5软件中的电力系统仿真模块(SimPowerSystems)对电路进行仿真分析，针对ZCS Boost变换器的特点建立仿真模型，并在Matlab／Simulink软件包环境下对该模型进行模拟仿真，得到了满意的结果，与理论分析取得一致。     

DC-DC功率变换器中非线性现象的仿真研究

DC-DC开关变换器中蕴涵着丰富的非线性现象,混沌与分岔在变换器中存在着一定的产生机理和表现形式.对两种基本拓扑结构DC-DC变换器Boost、Buck的非线性现象进行了仿真研究,建立了两种变换器的离散迭代映射模型和精确开关模型,经过数字仿真,验证了存在于DC-DC变换器中的分岔和混沌现象.对闭环控制Boost变换器,深入分析了采用离散迭代模型和精确开关模型后仿真结果的差异及原因.所采用的数值仿真方法为DC-DC变换器的电路参数优化提供了理论工具.     

基于强跟踪滤波器的开关变换器故障诊断

Buck变换器又称降压变换器、串联开关稳压电源、三端开关型降压稳压器。广泛用于计算机、家用电器、控制系统和通信系统中的电源几乎都是开关电源,具有超快速负载动态响应、高功率变换效率、高功率密度、低电压、大电流的特性.开关变换器作为它的主要电路,故障率较高,对它故障诊断研究是有意义的。基于强跟踪滤波理论,给出了一种开关变换器电路故障实时诊断的一种方法。该方法以建立一种开关变换器电路状态空间模型为基础,利用强跟踪滤波器对电路状态及元件参数进行估计,当元件参数发生软、硬型故障时,根据强跟踪滤波器对元件参数的跟踪结果及修正的Bayes分类算法,可实时诊断开关变换器电路中的元件故障。仿真结果证明了该方法的有效性。     

基于传输线模型的开关变换器数字仿真

瞬变过程和动态特性分析在开关变换器的研究设计中占有重要地位.阐述了一种以传输线理论为基础的开关变换器离散数字建模方法-传输线建模方法及其无条件数值稳定性,以Boost变换器为例建立了仿真模型,并对仿真和实验结果进行了比对.仿真结果精确地描述了实际电路的动态过程,在步长从0.02μs到0.2μs范围内变化时,结果保持稳定.这种方法简单实用,物理概念清晰,能有效地对开关变换器进行仿真研究.     

ZVZCS全桥PWM DC-DC变换器的小信号建模方法

针对ZVZCS全桥PWM DCDC变换器的软开关工作,分析了变压器漏感和辅助谐振电路对变换器动态特性的影响.在PWM开关等效模型的基础上,结合变换器谐振电路的工作特点,提出了一种ZVZCS全桥PWM DC-DC变换器小信号分析方法,这种建模方法适用于不同类型的ZVZCS全桥变换器.通过对小信号传函幅频及相频特性的分析,证明了这种小信号分析方法具有物理意义清晰、计算简单等优点.应用这种小信号模型,依据变换器的动态性能指标对ZVZCS全桥PWM变换器中谐振元件的参数进行设计,可以使这种软开关变换器的性能得到进一步的提高.     

一种新型降压型ZVT-PWM变换器的研究

研究软开关技术能够有效改善功率,降低开关损耗,提高变换器的效率.为了减少电路的整体能耗,提出采用降压型ZVT-PWM变换器.把谐振元件从主功率通道中移开,利用并联的辅助开关回路,使主开关管在开通之前两端电压降为0,实现零电压开通.谐振元件不通过负载电流,使负载对谐振过程的影响减到最小,大大降低了开关损耗.同时,辅助开关管实现零电流关断,二极管的反向恢复也受到控制,减少了电路中谐振回路通态损耗.对电路一个周期内的每个工作模态进行了详细的分析,并进行仿真,证明了电路的可行性和分析的正确性.     

ZVZCS全桥PWM DC-DC变换器的小信号建模方法

针对ZVZCS全桥PWMDC-DC变换器的软开关工作,分析了变压器漏感和辅助谐振电路对变换器动态特性的影响。在PWM开关等效模型的基础上,结合变换器谐振电路的工作特点,提出了一种ZVZCS全桥PWMDC-DC变换器小信号分析方法,这种建模方法适用于不同类型的ZVZCS全桥变换器。通过对小信号传函幅频及相频特性的分析,证明了这种小信号分析方法具有物理意义清晰、计算简单等优点。应用这种小信号模型,依据变换器的动态性能指标对ZVZCS全桥PWM变换器中谐振元件的参数进行设计,可以使这种软开关变换器的性能得到进一步的提高。     

非理想Buck变换器的建模及仿真

针对以往开关变换器建模过程中一些理想化假设会引起较大误差的问题,为系统预测的稳定性,以Buck变换器为例,采用状态空间平均法建立在非理想条件下的数学模型,并利用MATLAB软件对模型进行仿真,仿真结果与理想模型和Buck变换器实际电路模型的输出波形进行对比分析,非理想模型的仿真波形和实际电路模型的波形基本一致。结论表明建立的非理想Buck变换器状态空间数学模型具有合理性和可行性,在PWM DC-DC开关变换器的建模分析中考虑寄生参数的实用性更强。     

PWM控制开关变换器大信号稳定性的滑模分析方法

研究了传统脉宽调制(PWM)控制开关变换器中一个重要现象:闭环调节器的输出信号与锯齿波比较信号发生多次截交导致开关频率升高且不能获得恒定控制频率,甚至系统不能稳定输出工作.以常见的Buck、Boost开关变换器设计为例,研究了基于PWM-准滑模控制理论的开关变换器大信号稳定性条件,最终所得结论与经典“斜波匹配”理论相吻合.仿真结果验证了所提出理论的正确性.     

纳米MOSFET寄生电阻模型分析

随着器件尺寸的缩小,寄生电阻对器件性能的影响不可忽视,为准确预测器件的寄生电阻并了解器件参数对寄生电阻的影响,需要有准确的寄生电阻模型。该文分析了短沟道寄生电阻模型．研究了短沟道寄生电阻模型在栅压较小时与模拟结果存在较大误差的原因,并对模型进行了改进。最后分析了器件参数对寄生电阻的影响,提出未来减小寄生电阻需要和可能采取的措施。     

一种可变门极电阻的大功率IGBT驱动

通过分析大功率IGBT寄生参数及主功率回路寄生参数对IGBT驱动的影响,提出了一种基于可变门板电阻的驱动电路,提高了驱动模块的产品兼容性,实现了驱动器对IGBT开关特性的精确控制,有效抑制开关过程中由于di/dt引起的电压尖峰.最后在Sabor中搭建了型号为FZ1500R33HE3的大功率IGBT的仿真模型,并进行仿真分析;通过搭建实物平台进行了双脉冲实验.仿真和实验结果表明,该驱动电路具有可行性.     

纳米MOSFET寄生电阻模型分析

随着器件尺寸的缩小,寄生电阻对器件性能的影响不可忽视,为准确预测器件的寄生电阻并了解器件参数对寄生电阻的影响,需要有准确的寄生电阻模型。该文分析了短沟道寄生电阻模型,研究了短沟道寄生电阻模型在栅压较小时与模拟结果存在较大误差的原因,并对模型进行了改进。最后分析了器件参数对寄生电阻的影响,提出未来减小寄生电阻需要和可能采取的措施。     

冷/温混合贮备系统最优切换及视情维修决策

针对周期性切换冷/温混合贮备系统,研究其最优切换以及视情维修决策,在系统劣化建模的基础上,分析系统结构和切换式运行维修特性,制定基于周期切换和检测的离线视情维修策略.首先,通过分析系统运行与备用设备交替使用、维修过程中的状态转移特性,推导各检测周期时刻系统状态概率分布模型以及各维修活动的概率;然后,以系统有限时间范围内平均费用率最小为目标建立解析优化模型,以决策最优切换周期和维护阈值,并采用遗传算法对模型进行求解;最后,以汽轮发电机定子冷却水泵系统为对象验证策略和模型的正确性和有效性,并对参数进行灵敏度分析.实验结果表明,所提出离线视情维修策略能够有效地降低系统的维修成本.     

Design of a switching controller for nonlinear systems with unknown parameters based on a fuzzy logic approach

This paper deals with nonlinear plants subject to unknown parameters. A fuzzy model is first used to represent the plant. An equivalent switching plant model is then derived, which supports the design of a switching controller. It will be shown that the closed-loop system formed by the plant and the switching controller is a linear system. Hence, the system performance of the closed-loop system can be designed. An application example on controlling a two-inverted pendulum system on a cart will be given to illustrate the design procedure of the proposed switching controller.     

基于PSpice的零电压Boost变换器仿真分析

文章采用OrCAD/PSpice仿真软件对Boost软开关电路进行仿真分析。根据电路中两个开关管实现软开关的条件不同,进行满足软开关条件的理论分析,同时对电路进行仿真分析,为确定元件参数提供科学的理论依据。     

多层次多模型预测控制算法的模型切换方法研究

针对多层次多模型(Multi-hierarchical multi-model, MHM)预测控制系统的模型切换问题, 在分析各通道非线性程度对模型层次切换以及层次 间模型切换过程对系统动态特性的影响的基础上, 提出了一种新的模型切换方法. 并将此方法应用到多输入多输出pH 中和过程, 仿真结果表明, 该方法有效地改善了系统工况大范围跳变时的动态性能.     

Optimal design of a 3-PUPU parallel robot with compliant hinges for micromanipulation in a cubic workspace

In recent years, nanotechnology has been developing rapidly due to its potential applications in various fields that new materials and products are produced. In this paper, a novel macro/micro 3-DOF parallel platform is proposed for micro positioning applications. The kinematics model of the dual parallel mechanism system is established by the stiffness model with individual wide-range flexure hinge and the vector-loop equation. The inverse solutions and parasitic rotations of the moving platform are obtained and analyzed, which are based on a parallel mechanism with real parameters. The reachable and usable workspace of the macro motion and micro motion of the mechanism are plotted and analyzed. Finally, based on the analysis of parasitic rotations and usable workspace of micro motion, an optimization for the parallel manipulator is presented. The investigations of this paper will provide suggestions to improve the structure and control algorithm optimization for the dual parallel mechanism in order to achieve the features of both larger workspace and higher motion precision.     

Optimized techniques for driving and control of the switched reluctance motor to improve efficiency

This work presents modeling, driving and classical speed control techniques for the switched reluctance motor. The aim is to improve the computational model, the control response and the machine efficiency. A parametric regression model was used to find the inductance profile of the switched reluctance motor and from the new inductance profile model. The drive and control techniques are shown: (i) with speed control acting on the excitation voltage and fixed switching angles, (ii) with speed control acting on the switching angles and fixed excitation voltage and (iii) with speed control acting on the excitation voltage, in this case, with dynamic switching angles and controller parameters. The inductance profile is represented by expression and inserted into the machine computer model, allowing greater precision and low computational cost. The speed control acting on the excitation voltage with dynamic controller parameters and dynamic switching angles allowed: (i) shorter response time for a wide range of control, (ii) higher efficiency, (iii) low computational cost and (iv) simplified implementation and maintenance. The techniques proposed in this work obtained precision of the computational model with respect to the system (in workbench) and optimized parameters in a wide range of the speed control, allowing an improvement of switched reluctance motor efficiency.