MATLAB中的SISOTOOL在数字式移相全桥中的应用

开关电源技术的数字控制可实现先进的控制策略，简化系统的结构，缩小体积，提高系统性能。本文用MATLAB中的SISOTOOL实现了数字控制移相全桥的PI补偿，解决了移相全桥PI参数设计困难的问题，并用Simulink仿真验证了设计的结果。     

基于双重移相控制的双向全桥DC-DC变换器动态建模与最小回流功率控制

通过分析双重移相控制下双向全桥DC-DC变换器的软开关约束条件及功率传输特性,提出了满足软开关条件的基于最小回流功率的双重移相控制策略,建立了双重移相控制下变换器的动态小信号模型。最后,通过实验样机,分析了基于最小回流功率双重移相控制策略的变换器动态和稳态特性,对动态模型和最小回流功率控制策略进行了验证。实验结果表明了采用基于最小回流功率控制对提高变换器效率的有效性。     

无源性控制方法在移相全桥软开关电源中的应用

以移相全桥软开关电源为研究对象,将基于能量模型的无源控制思想引入其闭环控制中,建立了一般Buck型DC/DC变换器的Euler-Lagrange平均模型;推导出移相全桥软开关DC/DC变换器无源控制策略;给出并分析了仿真结果。该方案具有运行稳定、抗干扰能力较强、控制算法简单等优点。     

双有源桥DC-DC变换器的回流功率优化控制

针对隔离型双有源桥DC-DC变换器在采用传统的单重移相控制时存在较大的回流功率的问题,提出了一种全工况条件下自然分段优化的双重移相控制策略实现回流功率优化控制。通过对双重移相控制下的DAB变换器分析以及数学建模,推导出全工况条件下自然分段回流功率优化控制策略,借助Matlab仿真软件搭建仿真模型,仿真实验表明全工况自然分段优化控制策略可以有效降低系统回流功率。通过搭建实验电路,验证了优化控制策略的正确性与有效性。     

无源性控制方法在移相全桥软开关电源中的应用

以移相全桥软开关电源为研究对象，将基于能量模型的无源控制思想引入其闭环控制中，建立了一般Buck型DC／DC变换器的Euler-Lagrange平均模型；推导出移相全桥软开关DC／DC变换器无源控制策略；给出并分析了仿真结果。该方案具有运行稳定、抗干扰能力较强、控制算法简单等优点。     

基于TMS320F28335的移相全桥ZVSDC／DC变换器

移相全桥零电压开关变换器,是目前中大功率等级开关电源的主流拓扑,通过分析其基本原理,提出了一种基于DSP的全数字控制设计方案。采用TI新型浮点型DSPTMS320F28335作为主控芯片,完成了移相PWM的数字产生以及对输出电压的闭环PI控制。给出了DSP产生软件移相的具体控制策略和软件设计流程,并搭建了完整的小型样机,最后给出了实验波形和结论。     

基于CPLD/FPGA多功能电源控制器研究与设计

根据目前开关电源控制器的特点,设计了以CPLD/FPGA为核心的电源控制器,可以实现通用脉宽调制控制(PWM)方式、移相控制方式、非对等桥臂控制方式、直流脉冲方式、直流等多种控制方式.在移相控制方式中,针对移相控制的特点,设计了前后桥臂死区时间独立设置.阐述了各模块的功能及设计思路,以及各模块之间的协调关系.经过对各模块功能、时序仿真,逻辑综合及优化,RTL级功能验证,并对资源利用率进行了分析,在实际的电路中进行验证,满足设计要求,控制精度高,控制方式灵活,稳定性高.     

双向全桥DC-DC变换器基于电感电流应力的双重移相优化控制

通过分析双向全桥DC-DC变换器采用单移相和双重移相控制的工作原理,推导出了两种控制方式下变换器电感电流应力与传输功率、输入与输出电压调节比及移相角比之间的数学关系。为了有效降低变换器电流应力,针对不同的传输功率及电压调节比,通过寻优求得使电感电流应力达到最小的最优移相角。据此提出一种双向全桥DC-DC变换器双重移相优化控制策略,在实现输出电压闭环控制的同时使变换器电流应力达到最小。采用该优化控制策略,双重移相控制的电流应力始终小于单移相控制,并且当变换器工作在轻载且电压调节比较大时,该优化控制策略的优势更加突出。搭建了实验样机,对理论分析进行了验证,并与传统单移相控制进行了对比。实验结果验证了所提出最优控制策略的有效性与可行性。     

交错并联DC/DC变换器中集成磁件无直流偏磁控制策略研究

在开关电源中存储和传递直流功率,会在磁件铁心中产生较大的直流偏磁,限制了磁件铁心利用率和电源性能的提高。本文依据消除直流偏磁的思想,提出了利用移相控制策略消除直流偏磁的控制理论,并把该控制策略应用于双通道交错并联型Buck变换器的耦合电感,提出了两种控制方式,并分析了变换器的在两种控制方式下的工作过程,通过仿真和实验表明,集成磁件在磁路不存在气隙的结构下消除了直流偏磁,验证了该控制策略的实用性。     

基于DSC控制的移相全桥DC/DC变换器

数字控制由于高集成度带来的低成本、设计沿继性、控制灵活等优点而应用逐渐广泛,电力电子应用逐渐朝着高频化方向发展,这也对高频开关电源的数字控制提出了要求。利用Freescale新型号数字信号控制器(DigitalSingnalController,DSC)MC56F8323的高性能特性,完成了基于DSC的带同步整流的高频软开关移相全桥变换器的数字控制,描述了DSC产生软件移相控制策略,并给出了详细的数字控制系统设计和软件结构设计,最后用一台500W实验样机验证了数字控制所带来的优良的系统性能。     

移相控制的双有源桥DC-DC变换器统一相量分析法

提出一种用于分析移相控制双有源桥直流变换器的控制特点、功率的传输与交换特性的交流相量分析方法。通过傅里叶级数分解将变换器的动态方程转化为稳态相量表达式,从而建立适用于单移相控制、扩展移相控制以及双重移相控制的统一复功率模型,得出功率分布区域。根据变换器稳态相量表达式得出不同控制方式所对应相量分析图,并提出不同移相控制策略的实际控制区域。仿真和实验结果与理论分析一致,验证所建立复功率模型的准确性。该分析方法避免了传统瞬时功率积分方法建立移相控制直流变换器功率模型过程中计算复杂、模型不统一以及物理意义不明确等问题,方便了多控制自由度情况下,变换器控制策略的选择与设计。     

基于梯度下降法的DAB变换器双重优化控制

针对双有源桥(DAB)变换器电流应力与回流功率的优化问题,提出一种基于双重移相(DPS)控制的双重目标优化控制策略。首先建立DAB变换器在DPS控制下的数学模型,通过分析运行状态确定约束条件并构建针对电流应力与回流功率的目标函数,其次引入移相比关系量θ确保移相比取值在约束范围内,应用梯度下降法寻优并结合基于输出电压反馈的补偿控制构建完整的双重优化控制策略。最后通过Matlab/Simulink仿真和搭建使用TMS320F28335控制器的实验平台验证了所提控制策略的有效性。     

基于虚拟频率的隔离型双向AC/DC变换器最小电流应力控制策略

针对隔离型双向AC/DC变换器提出一种基于虚拟频率的最小电流应力控制策略。首先,分析了三重移相(triple phase shift,TPS)控制方法的开关特性,并设计了基于TPS的移相全桥最小电流应力控制算法。然后,针对输出功率与移相比呈非线性的特点,提出虚拟频率控制方法,该算法不仅可以将非线性控制简化为线性化,还可实现交直流变换器单级转换,有效减小中间母线电容,降低系统电流应力。最后,基于TMS320F28335的实验平台对所提出的控制策略进行了实验验证。实验结果表明,当功率双向传输时,所提控制策略能有效地减小变换器的电流应力。     

机车电源测试用交流并网型直流电子负载的研究

讨论了由移相全桥和全桥逆变器为主要拓扑结构的能量回馈型直流电子负载的工作原理及其控制策略。为了电子负载整机效率前级电子负载的模拟采用移相全桥拓扑结构,后级逆变采用H桥结构实现交流并网。在控制策略上移相全桥采用电流-电流双闭环的控制方式,对并网逆变器采用新颖的电压外环、单极性单周期电流内环的控制策略。最后利用Matlab软件对上述的控制策略进行仿真验证,仿真表明该种控制策略是可行的,并且能够获得良好的跟踪、抗干扰等性能。最后,小功率实验验证了理论分析的正确性和控制策略的可行性。     

基于双有源桥DC/DC变换器回流功率优化的变频移相混合控制策略

分析了双重移相控制的双有源桥DC/DC变换器功率回流现象,并以减小回流功率为目标对双有源桥双重移相控制策略进行优化,推导出近似最优回流功率控制曲线。在此基础上,进一步提出了变频移相混合控制策略,使变换器控制参数在负载变化时保持在最佳工作点。最后,以理论推导为基础搭建了双有源桥实验平台,实验结果验证了所提方法对增加变换器效率的有效性。     

全桥双向DC/DC变换器移相控制策略的改进

在全桥双向DC/DC变换器(BDC)的传统移相控制策略中,存在循环能量的问题.针对此问题,提出了一种新型移相控制策略,该控制策略完全消除了循环能量.给出了新型控制策略的具体开关过程,并将此控制策略与传统控制策略及其他改进控制策略在电流纹波、效率等方面进行了细致的比较.最后对该新型移相控制策略进行了实验验证.     

基于模糊PI的LLC谐振变换器混合控制研究

针对传统LLC谐振变换器用于车载充电等需宽输出电压范围的问题,研究了一种基于模糊PI的变频 移相混合控制策略。该控制策略将模糊PI和变频 移相混合控制相结合,以达到较宽输出电压范围和提高动态响应性能的目的。首先分析了LLC谐振变换器在变频模式和移相模式下的工作原理,然后分析了变换器在这两种工作模式下的增益特性,最后给出了基于模糊PI的混合控制实现方法。仿真结果验证了该控制策略的有效性。     

双重移相控制与传统移相控制相结合的双有源桥式DC-DC变换器优化控制策略

为减小双有源桥式DC-DC变换器的功率损耗,提出一种双重移相加传统移相控制的优化控制策略,保证漏感电流有效值最小,同时使得所有开关管实现零电压开通(ZVS)软开关。首先分析变换器在传统移相和双重移相下的传输功率特性和软开关范围。在此基础上,通过建立漏感电流有效值、传输功率及软开关条件的数学模型,得出一条最优控制轨迹。该轨迹确保变换器工作于最小电流有效值状态且可以实现ZVS软开关,从而显著减小系统的导通损耗和开关损耗,实现了双有源桥变换器的优化控制。实验结果验证了理论分析的正确性和控制策略的有效性。     

UCC3895在超声波清洗机功率控制系统中的应用

根据超声波发生器的功率控制系统原理,阐述了移相控制策略对超声波发生器输出电压波形的影响,介绍了移相控制专用芯片UCC3895的电路结构和使用设计方法.     

基于载波移相的MMC控制策略研究及仿真

模块化多电平变换器(MMC)是一种结构独特的多电平变换器,相对于传统多电平变换器,其结构简单且高度模块化、输出灵活、谐波畸变率较小,因此成为大电压高功率场合的研究热点。由于MMC的调制技术和电容电压均衡是其稳定运行的基础和关键,因此研究分析了MMC的拓扑结构和工作原理,学习了载波移相调制技术(Carrier Phase-Shifted SPWM,CPS-SPWM)的原理,并提出将载波移相调制和子模块电压均衡控制相结合的控制策略。在Matlab/Simulink里搭建了基于载波移相调制和子模块电容电压均衡控制的三相MMC仿真模型,结果验证了研究提出的控制策略在MMC中等效开关频率较高,输出电压谐波特性良好,可以很好地控制电容电压波动,是一种适合MMC的控制策略。