基于群特性分析的DC-DC变换器级联系统稳定性判据

电力电子变换器级联的稳定性分析是一个尚未解决的问题,线性电路的阻抗匹配规律不适合开关电路级联系统的分析和研究。为此,论文尝试将研究对称性的基本理论——群论引入到DC-DC变换器级联系统的分析中,试图根据DC-DC变换器级联系统的物理结构,定义基本DC-DC变换器级联系统的群集合,探讨它们的群特性,揭示群特性与级联特性之间的联系及物理意义,由此初步提出一个基于群特性分析的DC-DC变换器级联系统的稳定性判据,为解决DC-DC变换器级联的问题提供一个新的数学工具。     

级联式双向DC-DC变换器的优化控制方法

级联式双向DC-DC变换器的传统双闭环比例-积分(PI)控制方法存在调节器参数多、整定工作量大等不足,而且受限于PI控制的内在局限性,系统的动态性能不够理想。针对级联式双向DC-DC变换器的实际控制需求,综合考虑传统双闭环PI控制和模型预测控制的各自优势,将二者有机结合,构建了一套折中优化的控制方法,即在第一级双向DC-DC变换器中采用传统双闭环PI控制,而在第二级双向DC-DC变换器中设计并实现改进的模型预测控制策略。将提出的优化控制方法与传统双闭环控制和经典模型预测控制分别进行了仿真和实验比较。结果表明,相对于传统的双闭环控制,采用提出的优化控制方法可以显著改善级联式双向DC-DC变换器的动态性能,而相对于经典的模型预测控制,该优化控制方法运算量减少了45.22%。     

电流跟踪数字控制的Buck DC-DC变换器

为了改善Buck DC-DC变换器的性能,提出了一种基于微处理器的电流跟踪数字控制方法,根据输出电流和输出电压的采样信息,计算出所需要的输出电流,并将电感电流控制在该输出电流的一个滞环宽度之内。详细分析了负载突变和启动过程中输出电压的动态响应,给出了参数选择和设计考虑。以一个电流跟踪控制的Buck DC-DC变换器为例说明了所提出的方法并进行了实验研究,实验结果表明了电流跟踪控制的可行性和理论分析的正确性。     

DC-DC变换器数字控制离散建模研究

DC-DC变换器的数字控制相对于传统的模拟控制有很多优点.求解变换器的离散数学模型是设计其数字控制系统的基础.以boost变换器为例,应用线性平均法、准线性法和精确离散法分别求解DC-DC变换器的平均离散模型、准线性离散模型和精确离散模型;仿真分析三种离散模型在各种扰动下的响应.结果表明准线性模型能精确地描述系统在各种扰动情况下的响应,且可以方便地应用于变换器的数字控制的设计,以实现控制的自适应.     

谐振式DC-DC变换器的无死区分析

本文通过分析谐振式DC-DC变换器在滤波电感变化时的电路特性,阐明了死区产生、效率降低的原因,并推出了死区与滤波电感的关系,从而得到没有死区的工作条件,为电路的性能改善提供了依据。本文结论将有利于谐振式电能转换电路的分析、设计和改进。     

DC-DC变换器数字控制离散建模研究

DC DC变换器的数字控制相对于传统的模拟控制有很多优点。求解变换器的离散数学模型是设计其数字控制系统的基础。以boost变换器为例,应用线性平均法、准线性法和精确离散法分别求解DC DC变换器的平均离散模型、准线性离散模型和精确离散模型;仿真分析三种离散模型在各种扰动下的响应。结果表明准线性模型能精确地描述系统在各种扰动情况下的响应,且可以方便地应用于变换器的数字控制的设计,以实现控制的自适应。     

PWM型DC-DC开关变换器研究综述

简要介绍了PWM型DC-DC开关变换器的基本类型及其原理,回顾了对其建模和控制的有关应用和发展情况,展望了开关变换器的未来发展。同时指出:如何建立精确的数学模型并在此基础上寻求好的控制策略是研究DC-DC变换的一个关键。     

耦合电感三电平DC-DC变换器

为了降低光伏发电等大功率应用场合中直流电源的输入电压,提出了一类耦合电感三电平DC-DC变换器.该类变换器运用耦合电感模块替代传统电感,提高了电压增益;在结构上进行三电平变换,且在耦合电感两侧并入钳位二极管,减小了开关管的电压应力.以耦合电感三电平Sepic电路为例进行了研究,在Sa-ber中搭建了仿真模型,并制作了一台100 W的样机.实验结果表明:该变换器具有更高电压增益、低电压应力的特点.     

DC-DC开关变换器的动力学模型及其分析方法研究

DC-DC变换器是开关电源的核心部分,有着极其丰富的动力学行为。要揭示和研究变换器的各种线性、非线性动力学行为,关键问题是采用适当的方法对其建立相应的动力学模型。本文针对两种常见的开关变换器系统（电压模式控制和电流模式控制变换器）,分别讨论了其中的建模方法,包括精确仿真模型和离散映射构造方法,同时提供了相关分析和实验结果.研究方法和过程同样适合其它电压模式控制或电流模式控制的变换器系统。     

DC-DC变换器控制方法研究现状

全面介绍了现代控制理论及智能控制方法在ＤＣ－ＤＣ变换器中的应用,简要分析了各种控制方案的优缺点,并展望了ＤＣ－ＤＣ变换器控制的发展趋势。     

一种带三绕组耦合电感的级联型高增益功率变换器

提出一种带三绕组耦合电感的级联型高增益功率变换器。采用三绕组耦合电感、开关电容技术和级联结构,该变换器可实现更高电压增益。变换器的输入电感可有效降低输入电流纹波,从而减小输入电源应力。此外,耦合电感的漏感能量由输出端回收利用,提升效率的同时,能够抑制开关管的电压尖峰,降低其电压应力。详细分析带三绕组耦合电感的级联型高增益功率变换器的工作原理,以及连续导通模式下变换器的稳态性能。最后搭建一台30V输入、380V/0.3A输出的实验样机,实验结果验证了理论分析的正确性。     

采用无电流传感器实现两相BUCK变换器的均流方法

阐述了一种新颖的并联变换器均流技术。与传统策略相比,该技术不对检测电流进行判定和处理,而是采用数字控制技术对并联各相之间的有效占空比失配和阻抗失配进行分析和补偿,从而实现精确的均流。这种新型均流技术从电路自身结构和特性出发,避免了因电流传感器精度不足等其它外界各种非理想因素对均流性能的影响。最后采用DSP数字实验平台对结果进行了验证。实验证明在各种失配情况下,均流性能优秀。     

采用无电流传感器实现两相BUCK变换器的均流方法

文中阐述了一种新颖的并联变换器均流技术.与传统策略相比,该技术不对检测电流进行判定和处理,而是采用数字控制技术对并联各相之间的有效占空比失配和阻抗失配进行分析和补偿,从而实现精确的均流.这种新型均流技术从电路自身结构和特性出发,避免了因电流传感器精度不足等其它外界各种非理想因素对均流性能的影响.最后采用DSP数字实验平...     

DC-DC变换器双线性系统建模及基于李亚普诺夫直接法的控制方法

首先建立了DC-DC变换器双线性系统数学模型,结合控制目的进行适当变形,得到DC-DC变换器的闭环非线性控制系统模型。基于Lyapunov直接法,总结出构造Lyapunov函数和求取控制律的一般步骤,适用于所有数学模型可以表示成双线性系统的DC-DC变换器。以Sepic变换器为例,成功构造出Lyapunov函数,并且推导得到一种使Sepic变换器控制系统渐近稳定的控制律,仿真结果证实了该文提出的新型控制律的有效性。     

输入串联输出并联的直流变换器控制策略研究

输入串联输出并联型直流变换器能降低开关管的开关应力,适用于高输入电压、大功率的直流变换场合。为了保证该变换器的可靠工作,必须确保其输入分压电容均压和输出电流均流。文中首先从能量的角度出发,分析了输入串联输出并联型直流变换器的输入均压和输出均流之间的关系,指出输出均流控制不能保证输入均压,而输入均压控制可以确保输出均流;然后提出一种新的输入均压的控制方法,在保证输入均压和输出均流的同时,该方法可以实现输入电压的均压控制与输出电压的调节相解耦,有利于分别独立设计各个输入电容电压和输出电压的闭环控制,同时交错控制下的电流纹波抵消效应使输出滤波电容得到了减小;仿真和实验结果验证了该方法的有效性。     

DC-DC变换器中负载阻抗特性及其对稳定性的影响

作为开关电源的核心部分,DC-DC变换器在实际应用中可能带有电感性的阻抗负载,这将对系统的稳定性产生影响。基于稳定设计的考虑,考察变换器对阻抗负载中寄生电感分量的容忍度,得到对应电路稳定的电感分量阈值,并对电路负载的阻抗效应进行综合分析。建立包含负载电感分量在内的变换器高维模型,并构造电路的离散迭代映射,通过计算平衡点附近的特征根,来分析当寄生电感分量变化时系统状态的演化过程及对电路稳定性的影响。相关的电路精确仿真、理论分析和电路实验均证明,阻抗负载存在一个对应系统不稳定的电感分量区间,而电路参数将对该区间的范围存在一定的影响。     

一种升压型DC-DC分段线性补偿电路的设计

为了防止电流模PWM升压型DC-DC的亚谐波振荡以及提高系统的稳定性和带载能力,设计了一种分段线性斜坡补偿电路。与传统的设计方法相比,该电路提供的补偿信号在不同占空比具有不同斜率,对三个占空比区间进行分段线性补偿,极大地提高了系统的带载能力和瞬态响应。仿真结果表明该分段线性斜坡补偿电路性能良好,其静态电流消耗仅为7μA,使芯片效率高达89%。     

含DC-DC变换器的直流电网拓扑结构及其运行控制

结合中国陆上和海上新能源地域分布的特点,给出了一种适用于中国未来直流电网发展趋势的含DC-DC变换器的多电压等级直流电网拓扑结构,并对该拓扑结构的特点和优势进行了分析,提出了相应的系统启动、快速潮流分配、直流故障隔离和应对换流站退出运行的控制策略。通过PSCAD/EMTDC仿真软件建立了该直流电网的仿真模型,并对所研究的运行工况进行了仿真分析。仿真结果验证了所提出的控制策略可确保直流电网灵活可靠运行。