模糊控制算法在不间断电源PFC模块中的应用研究

工业控制特别是在开关电源领域,PID控制技术一直占据主导地位.近年来,模糊控制研究与应用得到迅速发展.当不间断电源工作时,瞬间加载各种类型负载或负载量时,PFC模块使用PID算法补偿往往产生一定程度的输出振荡,当振荡频繁时会严重影响PFC模块的使用寿命.对此,在PID控制算法中加入模糊控制算法,通过调节PID算法的响应比来减少振荡,提高了PFC模块输出的稳定性和带载能力的适应性.     

基于L6563芯片的PFC电路设计

针对谐波电流造成的噪声和对电网的污染,选用ST公司的L6563芯片作为平台,采用Boost变换器的PFC与LLC架构,设计了LED驱动电源前端PFC电路.阐述了基于L6563的功率因数校正控制方法、主要参数的设计以及PFC环路补偿设计,为实际工程优化设计提供了理论参数.实际测试在80%的负载比例条件下,全范围输入电压(90~305V)内均可以获得0.9以上的功率因数(PF).     

一种高功率因数单级PFC变换器的研究

针对传统LED驱动电源功率因数较低的问题,将单级PFC变换器和双管正激式DC/DC变换器结合在一起,提出了一种双管正激式单级PFC变换器电路结构。该变换器共用输入端主开关管、续流二极管,在同一套控制电路作用下,既有Boost型PFC功能,又符合双管正激式变换器拓扑结构,大大简化了电路结构。实验样机测试结果表明,该变换器能够实现高输入功率因数和高变换效率,具有结构简单、控制容易、成本低廉等优点,适用于用做中小功率LED驱动电源。     

UC3842双管正激式单级PFC变换器研究

应用双管正激式单级PFC的拓扑结构,并通过复用MOSFET开关管,设计了一台基于UC3842的双管正激式单级PFC变换器样机。详细介绍了变换器的系统结构、主电路工作原理和驱动电路。通过对样机进行实测,得出其输出电压为48 V,输出功率为100 W,能够将储能电容两端电压控制在允许范围之内,且实现了输入与输出之间的电气隔离。测试结果表明,所设计样机的性能指标满足设计要求。     

单周期控制PFC Boost变换电路的建模与仿真

介绍了单周期控制型PFC Boost变换器的结构,分析了其工作原理,并采用Matlab仿真软件下的Simulink和SimPowerSystems工具箱对单周期控制型PFC Boost变换器进行了建模和仿真.仿真结果表明,单周期控制型PFC Boost变换器控制电路简单可靠,输入功率因数高,能够实现单位功率因数运行,电流谐波失真小.     

单周期控制PFC Boost变换电路的建模与仿真

介绍了单周期控制型PFC Boost变换器的结构,分析了其工作原理,并采用Matlab仿真软件下的Simulink和SimPowerSystems工具箱对单周期控制型PFC Boost变换器进行了建模和仿真.仿真结果表明,单周期控制型PFC Boost变换器控制电路简单可靠,输入功率因数高,能够实现单位功率因数运行,电流谐波失真小.     

峰值电流控制的PFC Boost变换器混沌现象研究

相比于DC-DC变换器,由于输入电压的时变性,功率因数校正(PFC)变换器中存在着更为丰富的混沌与分岔等非线性现象.根据峰值电流控制下的PFC Boost变换器的工作原理,研究了该PFC Boost变换器中不同时间尺度下的非线性现象.建立了PFC变换器的一阶离散迭代数学模型,并进行相应的数字仿真,验证了发生在其中的快时标非线性现象.通过建立PFC变换器的精确开关模型,利用平均化开关模型进行数字仿真,验证了不同参数变化时慢时标意义下的非线性现象.文中所采用的仿真模型,可以为飞机电气系统中的PFC变换器电路参数设计提供理论依据和建模方法.     

带有无损电流检测的高效率可重构DC-DC变换器

为了提高便携式设备供电电源的效率,提出可重构的高效率DC-DC变换器.针对锂电池供电电源的特点,采用绿色模式控制策略将变换器自动重构成3种模式,以实现升压和降压功能,并减小功耗.在轻载条件下引入突发控制模式,以减小开关损耗,从而提高了效率.变换器在1.5 μm BCD工艺下设计并流片,芯片面积为8.75 mm2.变换器的输入电压为2.7～4.2 V,输出电压为3.3 V.当输入电压接近3.3 V时,该系统可以实现降压和升压的平滑过渡.在快速响应的电流模式控制中,提出基于Gm-C滤波器的无损电流检测技术,实现了无损、精准的电流检测.当负载在30 mA和300 mA之间跳变时,系统恢复时间小于100 μs.在0～500 mA的负载范围内,系统的效率能够保持在80%以上,最高可达94%.     

基于UC3846的有源嵌位单级PFC开关电源

设计了一种基于PWM控制芯片UC3846的恒压源,其适用于175~265 V宽电压的交流输入,额定输出电压为24 V,输出电流为2 A。采用单级三端PFC校正技术,提高系统的功率因数;采用有源嵌位软开关技术,降低开关应力,提高电源的输出效率。仿真和实物测试结果表明,本恒压源的输入功率因数可达到0.992;在额定负载下,整机效率可达到88%以上。     

电力操作电源系统的设计

为了进一步提高操作电源的稳定性,设计了一种基于AT89S51单片机控制的UPS-220V/3A电力操作电源系统.该系统主要由整流、直流变换、智能控制三大部分组成.首先整流部分利用该电路特有的两个控制环相互作用提高输入侧功率因数;然后直流变换部分采用高频逆变电路、高频变压器以及全波整流相组合以实现稳定的直流输出;通过输入模块和显示模块,调整充电电流等级和控制充电模式并进行显示;最后控制部分利用AT89S51单片机采集信号并进行处理,通过控制高频逆变模块来控制系统的稳定以及实现输出电压的可调.该操作电源系统在市电输入时能稳定电压;当市电断开或输入异常时,可对负载进行零时间切换供电.结果显示输出电压偏差在±0.5%以内,输出纹波系数在0.1%以内,供电稳定,负载正常运行.     

基于C8051F410片上系统智能开关电源的设计

介绍基于C8051F410设计智能开关电源的方法.利用C8051F410内部PCA模块的PWM功能,结合外围电路进行功率变换,通过A/D转换模块和相应的外围电路对输出电流和电压检测,使用负载预测和PID控制算法实现稳压输出.该设计方案支持RS485现场总线,可实现多台开关电源模块并联使用.最后给出双电源模块并联使用场合的测试数据,分析了稳压和电流分配误差的原因.该电源设计方案对通信等应用场合的供电设计有一定的借鉴作用.     

Isolated single-stage high power factor AC/DC converter

0　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＶａｒｉｏｕｓｐｏｗｅｒｃｏｎｖｅｒｔｅｒｓｈａｖｅｂｅｅｎｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｍａｎｙｆｉｅｌｄｓｗｉｔｈｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆ ｐｏｗｅｒｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ ,ｗｈｉｃｈｈａｓｂｅｃｏｍｅａｎｅｆｆｉｃｉｅｎｔｗａｙｔｏｍｉｎｉａｔｕｒｉｚｅｔｈｅｅｑｕｉｐｍｅｎｔａｎｄｄｅｃｒｅａｓｅｔｈｅｃｏｓｔ .Ｉｎｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｐｏｗｅｒｃｏｎｖｅｒｔｅｒｓ ,ｉｎｐｕｔｓｔａｇｅｓｏｆｔｅｎａｄｏｐｔａｄｉｏｄｅｒｅｃｔｉｆｉｅｒｆｏｌｌｏｗｅｄ…     

直驱式风力发电系统的仿真研究

对直驱式风力发电系统进行了相关研究,详细分析了风力发电系统中变换器模型,该系统由永磁直流电动机-发电机组、高功率因数整流器、全功率逆变器、滤波电路等组成,用直流电动机的端电压随时间变换引起的电机转速变化来模拟工程现场的风速变化,利用saber软件建立了整个仿真系统,并分析了整个系统中变换器的控制方式,仿真结果表明系统能够在不同风速下稳定运行,系统输出的电压近似正弦,谐波含量小,电能质量较高,同时也证明了系统模型的正确性和控制方式的有效性。     

PWM/PSM双模式高压异步整流BUCK电路

为了在全负载范围内取得高转换效率,提出一种根据占空比来自动实现模式跳转的脉冲宽度调制（PWM）/跨脉冲调制（PSM）双模式的低功耗、高压直流电压转换电路.它的输入电压为3～24 V,输出电压为2.5～(VIN-0.5)V.当负载电流较大时,芯片采用开关频率为1 MHz的PWM工作模式;当负载电流减小时,采用开关频率降低的PSM模式,从而保证了在全负载电流变化范围内的高转换效率.PWM到PSM模式的跳转采用简单逻辑及最小占空比电路实现,达到了模式的自动转换.电路采用CSMC公司的0.5 μm 40 V高压混合信号模型设计并完成流片加工.测试结果表明,在5 V的输出下,当输入电压到达最大值24 V时,芯片保持了55%以上的转换效率.芯片在2种模式间可以实现平稳过渡,具有良好的负载电流调整特性.     

大功率IGCT高压变流器的研究

通过对大功率集成门极换向晶闸管（IGCT）高压变流器的结构、控制系统、保护系统的研究，设计出一套7.5 MVA的基于集成门极换向晶闸管的高压三电平中点箝位（NPC）变流器.通过对几种常见的三电平NPC变流器的拓扑结构进行研究，选取了采用分散的缓冲吸收电路的结构方式.控制系统采用基于VME总线的VMIC核心系统，利用信号数字处理（DSP）控制板生成三电平电压空间矢量PWM调制脉冲.保护系统可以对变流器运行中的过压、过流等各种故障采取快速有效的保护措施.在变流器系统的性能试验中，最大直流母线电压达到5 000 V ，最大输出电流达到2 500 A.试验结果表明，该变流器达到了7.5 MVA的设计要求.     

基于微功耗同步DC／DC转换器的WSN节点电源模块设计

介绍了一种无线传感器网络节点的电源管理模块．该模块可以针对锂电池的宽电压输入进行DC／DC转换,采用同步降压一升压转换结构,实现额定电压输出．分析节点不同模块的工作特性,采用不同的微功耗同步降压-升压DC／DC转换器进行设计,并给出了具体的元器件选型方案．经实验测试和实际应用,该模块的转换效率可达85％以上,有效地提高电池的使用效率和节点能量利用率．特别是该模块符合便携式设备的需要,利于该模块与其他产品的结合,具有良好的通用性和扩展性．     

一种内阻辨识控制的热电变流系统

针对热电转换系统提出了一种四管升降压式变换器。该电路可以工作在升压、降压和升降压3种工作模式。通过对热电模块的热阻进行辨识,实现了新型最大功率点跟踪(maximum power point tracking,MPPT)和功率匹配(power matching,PM)的控制方法。分析了电路的工作原理,给出了电路控制算法及流程图,并分析了系统模型。最后以20 V电压为输入,12 V蓄电池为负载,建立了该系统实验装置。结果表明:该算法能有效实现电路所需工作模式,证明了该算法的准确、高效。     

单级桥式PFC电路功率变压器偏磁的产生机理分析

提出一种单级全桥软开关功率因数校正电路,它采用移相控制方式,能同时实现功率因数校正、软开关、输出电压调节和电气隔离．但由于电路特殊的控制方式和所要实现的功率因数校正功能,该校正电路中的功率变压器除存在普通全桥变换器产生偏磁的原因外,还存在产生偏磁的特殊因素．本文在分析变换器的电路结构和工作原理之后,对偏磁的产生机理进行了分析,指出了该变换器影响偏磁大小的各种因素,并给出一种解决措施,可有效抑制偏磁的产生,最后的仿真和实验证明了理论分析的正确性．     

高精度、宽输出高压直流电源控制模块的设计

针对经典的密里根油滴实验对直流电源的高精度、宽输出等要求,进行了高压直流电源中控制模块的硬软件设计. 采用了双12 bit数模转换并联构成14 bit数模转换的方法,在不增加成本的基础上,提高了控制电压的分辨率. 采用软件补偿的方法提高控制精度,将实际控制电压的最大误差由0.12 V改善到了0.000 6 V. 实验结果表明,高压直流电源的输出范围为-1 200～1 200 V,精度为±0.072 V.