全桥直流变换器在MPPT中的应用

由于光伏硅电池的独特输出特性,为能够将光伏阵列转换的能量以最大功率输出,就需要对光伏阵列的输出电流、电压进行实时控制,以实现最大功率点跟踪;另外,随着具有MPPT功能的DC/DC变换器的引入,对光伏发电系统的效率也产生了很大的影响.为提高光伏发电系统的效率,采用了移相全桥ZVS DC/DC 变换器作为光伏发电系统 MPPT 变换电路,并对应该具备 MPPT 功能的 DC/DC 变换器进行了设计.最后,采用了1 kW实验样机进行了一系列的实验.实验结果验证了该理论分析和设计的正确性.     

用于燃料电池汽车的双向DC-DC变换器

燃料电池在能量转换过程中随着电流变化电压波动较大,需要在燃料电池上并联一个超级电容来稳定输出电压。超级电容作为辅助储能模块通过双向DC/DC变换器与直流母线连接,能够有效改善燃料电池输出特性。利用移相全桥-倍流整流双向DC/DC变换器实现燃料电池和超级电容间的能量传递,制作样机并取得预期结果 。     

基于单片机的高效光伏电源管理系统

设计了一种高效光伏电源管理系统,该系统以单片机为主控制器,外围包括蓄电池电压采样电路,蓄电池充电、放电电流采样电路,光伏电池的输出电压采样电路,光伏电池输出电流采样电路,DC—DC变换电路等,相互配合实现光伏电源系统的管理：一方面,系统采用最大功率点跟踪的方法使光伏充电系统输出功率最大,高效利用太阳能;另一方面,对蓄电池的充放电进行过充、过放控制,有效保护蓄电池,延长其使用寿命。     

基于DSP的电动汽车超级电容控制器

介绍了采用超级电容器系统的电动汽车用控制器。该控制器目的是提高汽车加速性能和回收再生制动能量,辅助电池供电。一个双向DC／DC变换器被用来实现超级电容器和电池之间的充放电控制。基于DSP的软硬件设计实现了对整个系统的检测与控制策略的实现。     

基于风光储双层母线微电网的分布式模型预测控制

针对风光储互补的双层母线直流微电网系统,提出一种基于多端口变换器直流微电网分布式模型预测控制策略。首先,建立各个子微网系统中风电系统、光伏系统和储能系统的数学模型,其次,依据风电系统、光伏系统工作在经济最优,发电功率最大,储能系统作为补充的原则,采用分布式模型预测控制算法优化风电系统、光伏系统输出功率,保证高低压侧母线负荷跟踪性能和经济性能。最后,通过微网间DC/DC变换器进行PI控制,实现高低压母线间能量平衡,维持母线电压稳定。通过仿真、实验验证,所提控制策略能够实现各个微电网发电单元经济最优的同时,维持高低压侧母线的功率平衡和母线电压稳定,提高了系统的运行可靠性。     

燃料电池Buck变换器的动态演化控制仿真

针对燃料电池DC/DC变换器的工作优化问题,对DC/DC变换器的控制方法和输出响应特性进行了研究,提出了一种新型控制方法—动态演化控制,并将其应用于具体设计的燃料电池两相交错并联同步Buck变换器中,论述了该变换器的动态演化控制设计步骤,通过对变换器的特征方程以及动态演化路径进行分析,建立了控制占空比与动态演化方程之间的关系,进而实现对该变换器进行动态演化控制.利用Matlab-Simulink仿真平台对两相交错并联同步Buck变换器仿真模型分别在动态演化控制和传统PI控制下的负载突变输出性能进行了仿真测试.仿真研究结果表明,动态演化控制具备快速的动态响应能力和良好的抗干扰性能,比传统PI控制更为优越.     

精密仪表用隔离电源系统设计

介绍了电池供电的高精度仪表中，低纹波多组输出的隔离DC/DC变换电路及其微功耗电池保护电路的设计，为解决普通DC/DC变换电路存在的问题，利用晶体振荡器取得稳定的开关频率，通过开关控制把直流电压转换为驱动隔离压压器的交流方波电压，以变换成所需的多组输出，并通过合理的整流，滤流，稳压电路的设计得到高性能直流电压，以满足精密仪表的电源系统要求，在电荷平衡原理的七位半A/D转换器应用中，此电源系统引入的误差可以忽略。     

一种适用于光伏发电系统的高增益Boost变换器

一般而言,光伏阵列电池的输出电压较低,必须经过升压才能满足后级逆变器的要求.在分析普通单相Boost变换器在高增益变换场合显现的不足的基础上,提出了串入等效电压源的概念,采用耦合电感实现了高增益变换.研究结果表明,其拓展了变换器的电压增益,减小了开关管的电压应力.漏感能量能够无损转移,提高了系统的效率.     

基于模糊PID控制的光伏并网发电系统设计

随着全球能源危机的日益加剧以及光伏并网发电系统成本的不断降低,人们对光伏并网发电系统的关注也越来越多。针对"光伏并网发电系统具有非线性,以及光伏阵列的输出电压一般较低"等问题,在光伏并网发电系统的模型设计时增加一级DC/DC变换器,以提高输出电压,利于后级DC/AC逆变器的控制。控制策略采用了模糊PID控制,并利用Matlab/Simulink对模糊PID算法和该模型进行了仿真。研究结果表明基于模糊PID控制以及增加一级DC/DC变换器的光伏并网发电系统的模型是可行的。     

150kW车载PEMFC发电系统DC/DC变换器研究

PEMFC系统在工作过程中输出电压范围波动较大,因此与其级联的DC/DC功率变换器起到了至关重要的作用。现针对150 k W车载PEMFC发电系统DC/DC变换器系统展开研究,自主设计了拓扑结构,并针对该系统分别在模拟和实际有轨电车工况中进行了测试,结果表明,所设计的DC/DC变换器系统完全能够满足PEMFC混合动力有轨电车运行的要求。     

直流配电网电磁暂态仿真并行算法研究

针对在直流配电网快速发展的情况下日益增长的直流配电网仿真需求,对直流配电网仿真电磁暂态仿真并行算法进行了研究.开发了直流配电网电磁暂态仿真程序,搭建了光伏电池、锂电池、VSC变流器、直流变流器和交直流负荷等元器件的电磁暂态仿真模型.针对直流配电系统电力电子装置多、电力开关的控制逻辑复杂等特点,提出了适用于控制系统仿真的延时解耦并行算法以提高防真效率,对仿真程序进行了并行优化.最后,利用双端直流配电网算例对所开发的仿真程序和所提出的并行方法进行了测试.研究结果表明,该程序能够对直流配电网系统进行准确、高效的仿真,所提出的延时解耦并行算法是也正确的而高效的,在保证计算精度的基础上,有效提高了仿真程序的效率.     

基于矩阵式变换器的多驱动混合电气传动系统研究

提出了一种适合全电动战车的基于矩阵式变换器的多驱动混合电气控制系统,该系统由一个矩阵式的整流单元、多个逆变单元和其它单元组成;矩阵式的高频整流可以获得单位输入功率因数的输入电流,多个单元接在同一直流母线上,可以同时驱动和控制多路负载,在多个逆变单元中采用空间矢量调制,可以获得不同频率和幅值的PWM正弦输出电压;直流母线上还有蓄电池组,作为发电机故障时提供逆变用的直流电源。这个系统具有多驱动、体积小、集成度高、单位输入功率因数、输出多路可调和对主动力系统要求低的优点,适合车辆的全电动化,提高车辆的机动能力,仿真实验结果证实了所提出理论的正确性。     

Space-state robust control of a Buck converter with amorphous core coil and variable load

Pulse-width modulation is widely used to control electronic converters. One of the most frequently used topologies for high DC voltage/low DC voltage conversion is the Buck converter. These converters are described by a second order system with an LC filter between the switching subsystem and the load. The use of a coil with an amorphous magnetic material core rather than an air core permits the design of smaller converters. If high switching frequencies are used to obtain high quality voltage output, then the value of the auto inductance L is reduced over time. Robust controllers are thus needed if the accuracy of the converter response must be preserved under auto inductance and payload variations. This paper presents a robust controller for a Buck converter based on a state space feedback control system combined with an additional virtual space variable which minimizes the effects of the inductance and load variations when a switching frequency that is not too high is applied. The system exhibits a null steady-state average error response for the entire range of parameter variations. Simulation results and a comparison with a standard PID controller are also presented.     

一种修正正弦波输出逆变电源的设计

介绍了一种修正正弦波输出逆变电源的设计.该设计采用DC/DC和DC/AC两级变换,高频变压器隔离,通过检测直流母线电压来补偿逆变器输出电压有效值.采用修正正弦波,不需要输出滤波电感,提高了电源的功率重量比.实验证明,该方案带载效果良好,成本低廉,性能稳定可靠.     

宽电压范围输出的双向DC/DC变换器的研究

基于对蓄电池维护的需要,采用由2个Bi Buck-Boost电路拓扑组合的方法,设计了一种宽电压范围输出的双向DC/DC变换器,研制了一台10kW的样机.实验结果表明,该样机可以实现对单节蓄电池或多节蓄电池组进行充放电,在额定功率范围内,输出电压、电流稳定,纹波小,响应速度快,验证了设计的正确性.     

基于单片机的电能收集充电器设计

介绍了一种电能收集充电器的设计和实现方案.该充电器可将0～20 V直流电源的能量传递到3.6 V以上的可充电电池中,实现对便携式电子产品的应急充电.该设计以C8051F120单片机为控制核心,以MAX1703为DC/DC变换器实现两级控制.通过继电器切换电源变换电路,在电源过压时及时进行切换保护,发光二极管点亮报警.L...     

能馈式电子负载中交错并联Boost电路的设计

为满足服务器电源测试用能馈式电子负载对第一级DC/DC低压大电流输入、低输入电流纹波和高效率的要求,第一级DC/DC采用交错并联Boost电路.分析了该电路的工作原理,给出了电路中各主要元器件的选取原则.针对电子负载恒流输入需求,给出了基于dsPIC33FJ16GS504的输入电流恒流控制环路设计思路和方法.利用DSP...     

一种新型高升压比DC-DC变换器

针对传统DC-DC变换器存在的输出电压增益不高、能量转换效率较低等问题,提出一种新型高升压比直流变换器。该变换器主电路拓扑结构由Boost电路和电荷泵倍压电路组成,具有相互独立的控制环节,与现有典型的高增益阻抗源DC-DC变换器相比,所提出的变换器可以在较低的输入电压下实现更高的升压增益,同时具有更高的转换效率。详细分析了变换器的工作原理,使用Simulink工具对升压方案进行仿真,验证了方案的可行性。实验结果表明:在5 V输入下,输出电压为380 V,输出纹波为0.82%,转换效率最高为80.6%,可用于驱动高工作电压传感器。