电压模式 Buck变换器典型工作状态分析

电压控制型Buck变换器是典型的非线性电路系统。根据DC-DC Buck变换器的工作特性,建立了研究其非线性现象的仿真模型,分析了Buck变换器的分岔稳定性和混沌化特性,揭示了以输入电压和电感作为分叉参数的混沌现象及系统输出特性;从时域角度分析参考电压波形与输出电压波形交点的变化对变换器工作状态的影响,在相图中得到系统由稳定到混沌的演化过程,并验证了该模型的合理性和可行性。该研究方法也为其他模式DC-DC变换器的分岔与混沌现象提供理论和实验基础。     

并联Boost变换器的非线性及其控制技术研究

文中在理论和实验上研究了并联峰值电流控制Boost变换器的非线性现象[1],变换器没有电压控制回路,只关注其在电流控制模式下的分岔与混沌现象。研究并联Boost变换器在参考电流和输入电压一定时,且电感电流工作在连续模式下可能产生的分岔与混沌现象。为了消除并联Boost变换器出现的混沌现象,文中提出了一种斜坡补偿控制策略,通过验证新策略具有较好的抑制混沌效果和鲁棒性。     

电流模式控制Boost变换器中的呼吸现象

本文揭示了在电流模式控制Boost变换器中,由于存在内部或外部耦合电路引起的传导和辐射干扰,使得有可能产生呼吸现象,这是一种以较长的周期按顺序交替历经规则、分谐波和混沌状态的时间分叉现象,在功率变换电路中是一种非正常的工作状态.可以通过建立具有固定初相位的模拟干扰信号,并使其频率与变换器的开关频率相同,以便将呼吸现象(时间分叉)转换为参数分叉,并从分叉控制的角度来对这种呼吸现象进行合理解释和理论分析,从而给出变换器稳定设计的理论依据.理论分析结果与数值仿真是完全一致的,另外,在电路实验中也得到了印证.     

基于UC3854A控制的PFC中分岔现象仿真研究

为深入了解基于UC3854A控制的PFC变换器中的动力学特性,研究系统参数变化对变换器中分岔现象的影响,在建立 Boost PFC 变换器双闭环数学模型的基础上,用Matlab软件对变换器中慢时标分岔及混沌等不稳定现象进行了仿真.在对PFC变换器中慢时标分岔现象仿真的基础上,分析了系统参数变化对分岔点的影响,并进行了仿真验证.仿真结果清晰地显示了输入整流电压的幅值变化对系统分岔点的影响.     

一种带自适应斜坡补偿的PCM控制Boost变换器

设计了一种带自适应斜坡补偿的峰值电流模式(PCM)控制Boost变换器。采用一种低功耗自适应斜坡补偿电路,使得升压(Boost)变换器能够实现宽输出范围和高带载能力。在此基础上,提出了一种应用于Boost变换器的电感电流采样电路,该电路实现了高采样速度和高采样精度,且具备全周期的电感电流采样特点。变换器基于SMIC 180 nm BCD CMOS工艺设计。仿真结果表明,该带自适应斜坡补偿的PCM控制Boost变换器输入电压转换范围为2.8 V～5.5 V,输出电压转换范围为4.96 V～36.1 V,最大输出负载电流高达5 A。     

降压型变换器的分叉及其混沌行为的研究

针对DC/DC开关变换器存在的非线性混沌现象,利用时间离散映射方法,导出了DC/DC Buck变换器的精确离散模型,研究DC/DC Buck变换器分叉和混沌现象动态演化过程。分析DC/DC Buck变换器的稳定性,最后通过仿真验证了系统的分叉和混沌行为。研究结果表明要使DC/DC Buck变换器工作于稳定状态,可以利用控制电压反馈系数的方法预防和消除分叉及混沌现象的发生。     

基于Simplorer的Boost变换器非线性研究

主要研究了电流控制模式Boost变换器的非线性现象,详细推导了电路的迭代映射公式,并通过MATLAB编程计算得到混沌图,同时建立Simplorer电路仿真模型,通过电感电流波形图和相图对三种不同电路状态进行分析和比较。为变换器的分析提供了另外一种有效的方法,并揭示了Boost变换器的非线性本质,为变换器的分析、混沌控制和反控制奠定了基础。     

基于状态空间法的非理想Boost电路开环建模

Boost变换器是组成高阶变换器的基本单元,故对其建模和仿真的研究有着理论和实际意义。状态空间平均法是DC-DC变换器建模的有力工具。在考虑了电感电容高频寄生电阻的条件下,应用状态空间平均法对非理想Boost变换器进行建模。为统一开关变换器不同工作状态下的状态方程,在此引入开关函数。开关函数的引入使得对状态方程平均化的问题转化为对开关函数平均化的问题,简化了建模过程,且平均化的开关函数具有明确的物理意义。最后将数学模型与电路模型的仿真结果以及实测数据加以对比,得出了较为一致的结论,为直流变换器的设计和分析提供参考。     

开关电源Boost变换器输出纹波的仿真研究

文章在分析典型DC-DC变换拓扑结构的基础上,建立了降压型（Boost）DC-DC变换器的PSpice仿真模型。在三种工作模式下,针对输入电压、电感和负载电阻对输出电压纹波都有不同程度的影响,对Boost变换器输出纹波电压的影响因素进行了分析。其结论为Boost型DC-DC变换器的设计和研制提供了理论依据。     

基于saber的PFC Boost变换器仿真研究和实验验证

Boost变换器的开环传递函数有一个位于右半平面的零点,使得使用单一的反馈电压环难以同时保证系统在受到某种扰动作用时,既有很好的动态品质又不致造成系统失稳。平均电流控制模式是提高Boost变换器稳定性和动态调节特性的有效方法。分析并推导了Boost变换器的平均电流控制模型,应用saber对系统的分析和仿真,其结果证明了所建模型的正确。     

快时标意义下平均电流控制的Boost PFC分析与仿真

利用仿真软件Matlab/Simulink对工作于电流连续模式下的电压控制型boost变换器建立了仿真模型并对其非线性现象进行研究。根据其结构、电路参数及不同的工作条件,该模型分别从时域与相图的角度分析了boost变换器中的分岔与混沌现象。通过计算机仿真,以电解电容和升压电感作为分岔参数,观察其混沌现象及系统输出特性,在电流离散迭代映射图中观察到了系统由稳定到混沌的演化过程。所有仿真结果均与以往的理论分析相符,从而验证了该模型的合理性和可行性。     

Buck调节器大信号稳定性分析方法探讨

本文以Buck调节器为例，对如何分析其出现的典型非线性大信号振荡现象作了一些有益的探索，以对电路的稳定性分析及工作机理有更好的理解。     

Transformer-induced low-frequency oscillations in theseries-resonant converter

The authors demonstrate the existence of a number of modes of transformer-induced low-frequency oscillations (TLOs) which can be observed in the series-resonant power converter with a transformer in the resonant circuit, operating under conditions of cyclic stability. The TLO phenomena are mathematically analyzed and the conditions of existence are determined. Experimental observations confirm the outcomes of the mathematical analyses. The critical aspects of the TLO phenomena with respect to the converter performance are explored     

电压控制型BUCK变换器DCM的精确离散模型及分叉稳定性分析

本文建立了不连续运行模式下电压反馈型BUCK变换器精确的离散数学模型,在此基础上分析了BUCK 变换器的分叉稳定性问题,得到了变换器参数之间相互关系的解析表示式,改进了已有近似模型的结论,界定了变换器主要参数的稳定运行范围,并展现了BUCK 变换器从稳定到倍周期分叉甚或混沌的过程.本文的研究方法具有一般性,为DC/DC功率变换器非线性现象的分析建立数学模型基础.     

Nonlinear modeling and bifurcations in the boost converter

The occurrence of nonlinear phenomena like subharmonics and chaos in power electronic circuits has been reported recently. In this paper, the authors investigate these phenomena in the current-mode-controlled boost power converter. A nonlinear model in the form of a mapping from one point of observation to the next has been derived. The map has a closed form even when the parasitic elements are included. The bifurcation behavior of the boost power converter has been investigated with the help of this discrete model     

PWM型降压式DC-DC变换器中分岔与混沌的研究

对连续工作模式下的PWM型Buck变换器进行了研究。通过仿真和实验，证实了DC-DC变换器是一个强非线性系统，随着输入电压Vi的变化，会出现倍周期分岔和混沌现象。     

Power Flow Characterization of a Bidirectional Galvanically Isolated High-Power DC/DC Converter Over a Wide Operating Range

This paper studies the power flow characterization of a bidirectional galvanically isolated high-power dual active bridge dc/dc converter. In experimental tests at the University of Michigan, we have observed three phenomena, which we term as internal power transfer, phase drift, and low system efficiency, that are present under certain operating conditions. These phenomena cannot be explained by conventional power transfer analysis. The authors develop a new model, based on a detailed analysis over a short time scale, that incorporates additional parameters, including the power semiconductor voltage loss and dead time. The new power flow model may be used to explain the observed phenomena and to characterize the power flow of the converter. The model may also be used to perform accurate power flow computations over a wide operating range, thereby supporting optimal hardware design, operating range selection, and power management strategy development. Experimental results are presented to illustrate the validity of the new model.      

控制受限滑模控制Buck变换器优化设计

 该文针对传统滑模控制开关变换器的滑模系数选取困难的问题,分析了控制受限的传统滑模控制Buck变换器的滑动模态区与滑模系数的关系.根据电感电流为零时系统在相平面的运动规律与滑模区的关系,给出了选取最优滑模系数的方法,以确保开关变换器系统在负载变动范围内快速进入滑动模态区,避免输出电压振荡现象.可根据负载变化范围直接采用公式计算最优滑模系数.仿真研究和实验结果验证了优化设计方法的正确性和有效性.     

平均电流控制型PFC Boost变换器中的低频分岔现象研究

在设计和分析平均电流控制型功率因数校正(PFC)Boost变换器时,通常假设其工作在电流连续模式下,而采用电流连续模式下的平均模型分析变换器的动力学特性.而实际的变换器可能工作在电流断续状态,当变换器负载较小时,电流断续状态更加明显.因此,采用电流连续状态下的平均模型无法准确描述变换器的特性,尤其是混沌和分岔现象.本文采用考虑电流断续工作状态的状态空间模型,对PFC变换器中的低频分岔现象进行了分析,得到了低频分岔图,使该变换器由倍周期分岔到达混沌的路径更加清楚,使人们可以更全面理解这种变换器的动力学行为.并从分岔的角度分析了变换器的稳定性.其结果表明,变换器的输出电容和负载对变换器的稳定性具有很强的影响.通过给出的参数分岔图和二维参数与稳定性的映射图,为更好地设计变换器提供了指导.仿真分析结果和实验结果表明了本文所提方法的合理性和结果正确性.