V2C控制Buck变换器稳定性分析

在对比分析峰值电流控制、V2控制和V2C控制Buck变换器工作原理的基础上,揭示了V2C控制本质上是一种峰值控制技术,并指出峰值电流控制和V2控制都是V2C控制的特例.分别在时域和频域下详细分析了工作于连续导电模式(CCM)的V2C控制Buck变换器的稳定性问题.与峰值电流控制类似,可以通过采用斜坡补偿法解决占空比D＞...     

V2C控制Buck变换器分析

该文研究了一种具有快速动态响应的V2C控制（Voltage-Voltage-Current Control）方法,介绍了V2C控制方法的工作原理,详细推导了V2C控制Buck 变换器的小信号模型。利用Matlab对该模型的"控制－输出"传递函数、输出阻抗、"输入－输出"传递函数进行了频域仿真,并将仿真结果与V2控制方法和电流型控制方法进行了比较;最后利用实验和时域仿真对频域的分析结果进行了验证。     

V2控制Buck变换器分析

该文在简要介绍开关变换器的V^2控制方法的基础上，建立了V^2控制Buck变换器的小信号模型，得到了对应的y参数模型，在此基础上对该y参数模型进行了改进，利用改进的y参数模型对V^2控制Buck变换器和电流型控制Buck变换器进行了分析、比较，分别对V^2控制和电流型控制Buck变换器进行了频域和时域仿真，仿真结果验证了V^2控制方法比电流型控制方法具有更好的动态响应的研究结果。     

V2-OCC控制Buck变换器

提出一种新型DC/DC控制方法,即V2-OCC控制。首先介绍了其工作原理,然后利用状态空间平均方法建立了V2-OCC控制Buck变换器的小信号模型。在此基础上,对V2-OCC控制和电压控制Buck变换器进行了频域仿真,并对结果进行了对比分析,最后进行了实验研究并给出了相关实验结果。仿真和实验结果表明,V2-OCC控制比电压控制Buck变换器具有更好的抗输入电压扰动能力和更好的动态负载性能。     

复合输出电容COT控制Buck变换器稳定性研究

对于单输出电容应用情形,已有文献报道了恒定导通时间(COT)控制Buck变换器的稳定性分析方法,且给出了输出电容时间常数或者等效串联电阻(ESR)的稳定性判据。然而对于复合输出电容应用情形,COT控制Buck变换器的时域分析相当复杂,动力学建模过于繁琐,难以给出相应的稳定性判据来有效指导工程实践。针对工程实践中两种常见的复合输出电容并联使用情况,在此提出一种新颖的COT控制Buck变换器复阻抗等效分析法,其核心思想是将复合输出电容电路经过简化计算,等效变换成单输出电容电路。基于该等效分析法,导出单输出电容的等效电路参数,并通过具体例子进行PSIM电路仿真和实验电路测量。仿真和实验结果验证了复阻抗等效分析法的有效性。     

V~2C控制Buck变换器输出电容ESR临界值研究

针对输出电容等效串联电阻对变换器性能具有较大影响,以V~2C控制Buck变换器为例,建立了其分段线性模型,推导了Jacobi矩阵及其特征根,给出了变换器由稳定变为不稳定时ESR的临界值。研究结果表明,V~2C控制在V~2控制中引入电感电流反馈,增大了稳定工作范围。所得结论可以对分布式发电系统中DC-DC变换器设计和器件选型提供指导。     

不连续导电模式V2控制Buck变换器分析

采用平均开关模型方法建立了不连续导电模式(DCM)V2控制Buck变换器的小信号模型,得到了相应的交流小信号传递函数,进行了DCM模式V2控制、电流型控制和电压型控制Buck变换器的频域特性和时域特性仿真分析、比较和研究,仿真结果验证了在DCM模式下V2控制方法比电流型控制方法和电压型控制方法具有更好的负载动态响应特性;但是V2控制对输入电压扰动的抑制能力介于电流型和电压型控制之间.     

不连续导电模式V2C控制Boost变换器分析

采用平均开关模型方法建立了不连续导电模式(DCM)V2C控制Boost变换器的小信号模型,得到了相应的交流小信号传递函数,并对DCM模式V2C控制、电流型控制和电压型控制Boost变换器进行了仿真研究.分析和仿真表明在DCM模式下V2C控制方法比电流型控制方法具有更好的动态响应特性.     

基于纹波补偿的恒定导通时间控制Buck变换器

针对恒定导通时间(COT)控制的Buck变换器,在输出滤波电容的等效串联电阻(ESR)较小时出现次谐波震荡问题,提出了一种基于纹波补偿的恒定导通时间控制技术。通过引入输出滤波电容的等效串联电阻(ESR)的纹波电压补偿,使反馈电压的纹波得以增强,从而改善系统的稳定性。仿真和实验结果表明,采用提出的方法,当输出滤波电容的等效串联电阻(ESR)较小时,系统仍然具有较强的稳定性。     

恒定导通时间控制二次型Buck变换器分析

分析了二次型Buck变换器的工作原理,研究了恒定导通时间(COT)控制二次型Buck变换器的实现过程,揭示了输出电容等效串联电阻对控制性能的影响,并给出了COT控制二次型Buck变换器发生脉冲簇发现象的临界输出电容等效串联电阻值。研究结果表明,当输出电容等效串联电阻小于临界值时,出现脉冲簇发现象,导致输出电压纹波增大;当输出电容等效串联电阻大于临界值时,脉冲簇发现象消失,电路正常工作。最后,通过仿真和实验验证了理论分析的正确性。     

I~2控制Buck变换器稳定性的研究

研究了电感电流检测电阻对电流模式控制开关变换器稳定性的改善作用。以I2控制Buck变换器为例,建立了含有输出电容等效串联电阻ESR(equivalent series resistance)的二阶离散迭代映射模型。在此基础上,通过分析输出电容时间常数和电感电流检测电阻变化时的分岔图、特征根轨迹、最大Lyapunov指数、稳定边界,深入研究了电感电流检测电阻对变换器动力学特征的影响。研究结果表明,增大电感电流检测电阻,可以使变换器在较小输出电容时间常数时稳定工作,拓宽稳定工作范围。最后,通过仿真和实验,验证了理论分析的正确性。研究结果可以推广到其他开关变换器,对开关变换器的设计和优化具有指导意义。     

峰值-谷值电流控制Buck变换器输出电容对称时间常数研究

峰值-谷值电流控制Buck变换器在自身参数变化时对系统稳定性的影响具有对称性.以Buck变换器为例,建立了峰值-谷值电流控制的对称分段线性模型,推导了对应的Jacobi矩阵,基于此,推导了系统由稳定工作状态过渡到不稳定工作状态时输出电容时间常数的对称临界值.最后通过在PSIM软件中搭建仿真电路进行实验验证,研究结果表明...     

级联Boost变换器输出电压纹波分析

级联Boost变换器含有两个LC滤波器,呈现四阶动力学特性,具有宽输入电压范围的特点。其输出电压纹波与电感、开关周期、电容和负载等因素有关,其中输出电压纹波受电容等效串联电阻影响较大。采用时间平均等效原理对级联Boost变换器进行直流稳态分析,分析了两个电容等效串联电阻对输出电压纹波的影响,由理论分析可知电容C1的等效串联电阻对输出电压纹波影响较小,电容C2的等效串联电阻对输出电压纹波影响较大。采用谷值电流控制策略,保证了变换器稳定地工作在较高直流电压传输比的情况下,避免了次谐波振荡现象。实验验证了理论分析的正确性。     

开关电容型ISOP变换器电压解耦控制

传统的双环控制输入均压环和输出电压环之间存在着耦合关系,输入均压环和输出电压环控制器参数调节会相互影响。通过引入耦合因子分析了输入均压控制与输出电压控制之间的耦合特性,提出了开关电容(SC)型输入串联输出并联(ISOP)直流变换器的电压解耦控制策略,消除了输入均压环与输出电压环相互之间的影响,有利于控制器参数的优化设计,同时采用交错移相调制方法,大大减少了输出电流纹波。最后,搭建了3模块的ISOP直流变换器的仿真模型验证了所提方法的有效性。     

考虑滤波电容等效串联电阻的输出本质安全型Buck-Boost变换器分析与设计

应用于煤矿、石化等危险环境的Buck-Boost变换器不仅要满足本质安全要求,同时还要满足电气性能指标如纹波电压的要求.现有本质安全开关变换器参数设计依据理想纹波电压表达式,但实际上受寄生参数如电容等效串联电阻(ESR)的影响,按照理想公式设计的电容无法满足纹波电压指标要求,通常要选择2～4倍的裕度,这样会增加变换器短...     

脉冲序列控制DCM Buck变换器输出电压纹波研究

针对脉冲序列控制开关DC-DC变换器的非线性控制特性导致输出电压纹波较大,研究脉冲序列控制方法,并对工作于电感电流断续模式的脉冲序列控制Buck变换器进行分析.该方法通过调整两组预先设定的控制脉冲的组合,实现开关变换器输出电压的调整,针对其控制特性研究存在滤波电容等效串联电阻时变换器在不同工作状态下的脉冲序列组合方式,最后基于现有的纹波分析方法分析其实际情况下输出电压纹波特性,为脉冲序列控制的实际应用提供参考.仿真实验结果表明脉冲组合及纹波分析的结论与实际相吻合.     

基于软开关Buck/Boost变换器的双向控制研究

基于双向Buck/Boost变换器提出带辅助电感的交错并联式Buck/Boost变换器,可实现开关管的软开关及续流二极管的自然关断,减小开关损耗;交错并联的结构可减小电流纹波,提高输出功率。详细分析了其双向工作原理及软开关实现条件,同时针对开关管采用变压器隔离型驱动电路时带主电关驱动会引起开关管误导通的问题,分析误导通的产生原因并提出软退出的解决办法。最后搭建了一台500 W的双向Buck/Boost原理样机,实现了对锂电池的恒流/恒压充电和恒流放电,以及充放电平滑切换。仿真与实验验证了设计的合理性。     

V2控制Cuk变换器建模与瞬态性能分析

将具有快速瞬态响应的V 2控制技术应用于Cuk变换器,分析了V 2控制Cuk变换器工作于电感电流连续导电模式(CCM)的原理.利用时间平均等效建模方法,推导包含输出电容等效串联电阻(ESR)的CCM Cuk变换器主电路传递函数.在此基础上,建立V 2控制和峰值电流控制CCM Cuk变换器的精确小信号模型,详细推导控制-...     

基于V2-OCC的BUCK变换器的斜坡补偿控制研究

针对BUCK变换器的电压模式控制中,电力电子开关工作在大占空比下不稳定,易引起次谐波振荡,提出了一种基于V~2-OCC的BUCK变换器斜坡补偿控制方法。增加斜坡补偿环节,在电流内环引入基于负载前馈的纹波补偿,通过匹配控制参量参数达到稳态无差调节。通过对输出电压进行补偿设计,不仅提高了系统的带载能力,同时也提高了系统的鲁棒性与稳态精确性。为验证所设计控制器的性能,在Matlab/Simulink里搭建仿真模型,并将控制效果与传统PID控制以及V~2-OCC控制效果相比较,仿真结果表明引入斜坡补偿环节的控制方法具有更强的鲁棒性与带载能力。     

谷值V2控制Boost变换器原理及稳定性分析

分析了Boost变换器的输出电压纹波,将谷值V2控制技术应用于Boost变换器。详细分析了谷值V2控制Boost变换器的工作原理,讨论了系统的稳定性,研究了斜坡补偿对其稳定性的影响。搭建了基于PSIM软件的仿真模型和实验平台,仿真及实验结果表明:工作于连续导电模式的谷值V2控制Boost变换器稳定工作范围为占空比大于0.5;在占空比小于0.5时会发生次谐波振荡,该次谐波振荡可以通过加入适当的斜坡补偿有效地消除。