带补偿网络的Buck变换器小信号模型

针对典型的Buck变换器,采用状态空间平均法建立了主电路的小信号模型,计算出降压开关电源功率级的主要传递函数,建立起适用于该系统的完整的框图.在此基础上,针对线性反馈控制的Buck变换器,讨论了传统线性反馈控制对开关电源性能的影响.最后,通过OrCAD的建模,分析并完成系统设计.     

基于开关等效模型的全桥ZVS PWM DC—DC变换器的小信号建模

结合全桥ZVS DC—DC变换器的软开关工作特点，利用PWM开关等效模型，推导出了全桥ZVS DC-DC变换器的小信号模型。应用这种小信号模型，依据变换器动态性能指标，可以正确设计全桥变换器各元件的参数，使这种软开关变换器的性能得到进一步提高。通过对小信号传递函数的幅一频及相一频特性的分析，证明了这种模型具有物理意义清晰、计算简单等优点。     

基于DSP的移相全桥DC/DC变换器稳定性测试

以基于数字控制的移相全桥DC/DC变换器为研究对象,分别通过理论和实验的方法对变换器的稳定性进行了分析判断。通过小信号建模的方法推导出被测移相全桥DC/DC的传递函数,绘制出被测系统的频率特性曲线,并判断出其稳定性,并使用频率特性测试仪进行了实验验证。     

电流型控制三态Boost变换器的小信号 建模与负载瞬态特性分析

为了提高三态Boost变换器的负载瞬态响应速度,将电流型控制技术应用于三态Boost变换器。详细分析电流型控制三态Boost变换器的工作原理;在考虑负载电流变化对电路性能影响的基础上,分别建立电流型恒定参考电流(CRC)和电流型动态参考电流(DRC)控制三态Boost变换器的完整小信号模型,推导两种控制方法的输出阻抗,并通过频域仿真验证小信号模型的正确性。对比分析两个输出阻抗的低频增益,结果表明:与电流型DRC控制相比,电流型CRC控制三态Boost变换器的输出阻抗低频增益更低,因此具有比电流型DRC控制三态Boost变换器更快的负载瞬态响应速度。最后通过实验结果验证了理论分析的正确性。     

PS-FB-ZVSPWMDC/DC变换器小信号分析与样机研发

PS-FB-ZVS PWMDC/DC变换器是变换器的一个研究热点,其工作过程与电路参数的设计非常复杂,要提高变换器的系统控制性能,变换器的小信号分析尤为重要。本文在PWM开关等效电路模型的基础上,结合变换器谐振电路的工作特点,建立了PS-FB-ZVS PWMDC/DC变换器的小信号模型,通过对小信号传函幅频特性分析与变换器的时域仿真分析,证明了小信号模型可以用来指导PS-FB-ZVS PWMDC/DC变换器的动态设计,使软开关变换器的动态性能得到进一步的提高,最后通过样机实验证明该电源系统完全符合设计要求。     

电动汽车中新型双向DC/DC变换器建模分析*

非隔离型双向DC/DC变换器广泛应用于混合直流供电系统中,针对电动汽车超级电容与蓄电池的混合供电系统,以新型交错并联型Buck/Boost变换器为研究对象,采用状态空间平均法,建立了Boost状态连续模式(CCM)下的交流小信号模型,得到了电路模型的开环传递函数。分析幅频特性曲线可知,变换器低频段斜率为0 d B/dec,系统存在稳态误差,中频段穿越频率过高,系统超调量较大,高频段以-20 dB/dec斜率变化,高频抗干扰能力较差。基于此,为变换器设计了平均电流补偿网络,理论分析系统的稳定性、动态响应速度和高频抗干扰能力都得到提高。同时仿真验证可知:当输入及负载跳变时输出电压在10 ms内都能快速稳定,且输出电压波动不超过1.5%,满足电动汽车储能系统要求。     

DC/DC开关电源控制方法小信号模型比较

在分析电压型、电流型、V2控制和V2C控制小信号模型的基础上,建立了4种控制方法的通用小信号模型,并利用该通用模型对4种控制方法进行了比较,分别从模型和传递函数方面对4种控制方法的控制性能进行了分析.分析表明,电压型控制方法对输入电压变化和负载变化的响应速度慢,而电流型对输入电压变化的响应速度比电压型的快;V2控制引入了输出电压的无延迟反馈,提高了变换器对负载变化的响应速度;V2C控制具有V2控制的良好瞬态特性,同时又可自动实现过流保护.     

单周控制DC／DC变换器的交流小信号模型与设计

以单周控制理论为基础，介绍了基本拓扑DC／DC变换器－－Buck、Boost、Buck-Boost在单周控制方式下的工作原理；建立了统一的控制方程；建立了这三种变换器在单周控制下的交流小信号模型，并给出了规范化的统一模型；以统一模型为基础，设计了一个Buck变换器。     

峰值电流控制FAC变换器小信号建模与分析

有源箝位正激(FAC)拓扑在中小功率DC/DC模块电源中具有广泛的应用,其中的Boost型FAC由于辅助开关管驱动无需隔离,因此更为简单可靠,易于实现.根据状态空间平均法对峰值电流控制的Boost型FAC变换器建立了交流小信号模型,得到电路的交流小信号状态方程及等效电路图,并由此推导出电路的开环传递函数.通过将电流内环...     

双线性DC/DC变换器混杂建模与优化控制

Boost、Buck-boost和Flyback等DC/DC变换器的连续时间状态空间模型实际上是由一组双线性微分方程来描述的,这类变换器控制的主要难点在于双线性项的处理和变换器所固有的混杂特性。对此,提出了一种针对这类DC/DC变换器的混杂建模和优化控制方法。该方法首先将开关周期等分为多个子周期,并通过迭代推导出变换器在开关周期内的离散时间状态更新函数。然后将双线性项在整个状态-输入空间内进行分段线性化处理,从而建立变换器的混杂模型。以Boost和Buck-boost DC/DC变换器为例,分别建立了其混杂模型,并进行了优化控制。最后通过实验对比分析了两种DC/DC变换器的优化控制效果,从而验证了该方法的通用性、有效性和优越性。     

双输入直流变换器的建模与闭环系统设计

在采用两个甚至多个输入源的新能源联合供电系统中,用单个多输入直流变换器代替原有的多个单输入直流变换器,可以简化电路结构,降低系统成本。采用MIC构成的新能源联合供电系统是一个典型的多输入-多输出耦合系统,因此,闭环系统的设计非常复杂。本文将以双输入Buck变换器为例,进行系统建模以及闭环调节器的设计,使得该系统稳态和动态性能指标达到要求。最后通过一个400W的实验样机验证该设计方法的有效性。此设计方法也可以应用于其他的双输入直流变换器构成的新能源联合供电系统中。     

基于离散域采样数据模型的DC/DC变换器等效电路

提出了一种针对数字控制变换器的大信号模型精确建模方法。通过深入分析在不同调制方式下变换器的采样数据模型,提出了基于离散域采样数据模型的等效电路推导方法;同时,给出了等效性判别准则,该准则可用于判别所建立模型的精确性。以采用不同调制方式的同步Boost变换器作为研究算例,通过分析所得采样等效电路模型,成功解释了不同调制方式下变换器稳定性不同的根源,所得理论分析结果和仿真结果保持一致。     

隔离式DC/DC变换器的建模与控制

根据隔离式DC/DC变换器的基本原理,在低频、小信号、小纹波3个假设条件下,利用状态空间平均法和欧拉公式建立了正激直流变换器的小信号数学模型,采用超前-滞后校正装置对系统进行了串联校正,并利用Matlab软件进行校正辅助分析。在此基础上组建了电压型闭环自动控制系统,实验结果表明系统具有良好的动静态性能,验证了该数学模型的正确性以及控制策略的合理性。     

新能源发电并网系统的小信号阻抗/导纳网络建模方法

变流器与交直流电网之间相互作用引发的功率振荡是新能源发电并网系统面临的重要稳定性问题。小信号建模是分析这一问题的基础,但变流器数量巨大、结构各异及其控制系统"黑(灰)箱化",导致常规的建模方法面临困难。为此,文中提出新能源发电并网系统的小信号阻抗(导纳)网络建模方法,通过将系统部件建模为可反映其内在动态的外特性频域阻抗(导纳)模型,并根据电网拓扑互联起来形成阻抗(导纳)网络,获得目标系统的整体模型,进而通过阻抗聚合量化分析系统的振荡特性。采用河北沽源风电场—串补输电系统次同步振荡问题的建模与分析来说明方法的有效性。     

带辅助谐振的移相全桥ZVS DC/DC变换器研究

传统移相全桥ZVS DC/DC变换器的滞后桥臂在轻载情况下很难实现ZVS,而通过添加辅助谐振电路可使滞后桥臂在轻载直至空载时也能实现ZVS。同时,为了改善电源的动态响应,对带辅助谐振支路的移相全桥ZVS DC/DC变换器主电路进行了基于空间状态平均法的动态小信号建模分析,得出了其传递函数。在Matlab/Simulink环境下,对整个电源闭环控制系统进行了仿真分析,并给出了实验结果。为电压闭环的工程设计提供了指导。     

基于小扰动稳定分析的并网直驱永磁风电系统建模优化和仿真

电力系统稳定性问题一直是人们关注的重点,各种干扰都有可能对电力系统产生不同程度的影响,风力等各类逆变型电源的接入增加了扰动的概率和不确定性,而传统的基于电磁暂态的仿真分析无法很好地解决逆变器控制策略问题.本文就此应用小干扰稳定分析,研究了永磁直驱风力发电机接入无穷大电网的稳定性问题,建立了完整的风力发电系统小扰动模型,包括风轮机、永磁同步发电机、AC/DC控制器、L型滤波器、DC/AC控制器和直流侧电容器.用特征值分析法分析风力发电系统的小干扰稳定性,在PSCAD/EMTDC中搭建了完整的仿真模型,对风速突变的情况进行仿真,验证了小扰动建模和分析的正确性.     

采用下垂控制的直流配电网小干扰稳定性分析

下垂控制是直流配电网的一种重要控制方式。推导了计及换流器时间常数的电压源型换流站本地控制数学模型及其线性化的小干扰分析模型。结合站间协调控制,分析了下垂控制的通用小干扰分析模型及两种典型情况。依据换流站小干扰分析模型,设计了小干扰等效阻抗模型,可将多端直流配电网逐端简化为单端换流站与若干小干扰等效阻抗组成的系统。最后利用根轨迹方法定量讨论了两种下垂控制方式的小干扰稳定性及其影响因素,并通过PSCAD/EMTDC数字仿真软件进行了验证。