复合能源双向DC/DC变换器的建模与控制策略研究

提出一种基于超级电容的双向DC/DC变换器。根据DC/DC变换器的基本原理,在小信号假设条件下,采用状态空间平均法,建立变换器的数学模型;根据双向变换器的双向传递能量的工作原理,制定有效合理的控制策略;利用Matlab/Simulink库中超级电容模块搭建双向DC/DC变换器进行仿真,仿真和实验结果均表明,系统能够实现能量的双向传递,验证了其正确性和合理性。     

双向DC/DC变换器锂离子电池组主动均衡控制

针对锂离子电池组经过多次充放电带来的电池组容量不一致、使用性能下降等问题，提出一种双向DC/DC变换器锂离子电池主动均衡控制，设计了以Buck-Boost型电路为主体，电感作为储能元件的主动均衡控制拓扑，通过NBT电池测试平台获取 4000据，计算该均衡控制可使电池差异度从5.35％变为 1.82％.实验结果表明:在正常和过充工作环境下均可有效提高电池组充放电的一致性。     

基于PEV的双向DC/DC变换器的研究

介绍了一种纯电动汽车超级电容器充放电系统的大功率双向DC/DC变换器。首先给出了纯电动汽车电传动系统的结构图,然后介绍了双向DC/DC变换器的拓扑,并针对超级电容器充放电系统设计双向DC/DC变换器的控制器。     

直流微电网双向AC/DC变换器鲁棒前馈控制策略研究

针对双向AC/DC功率变换器在直流微电网母线电压稳定性方面的问题,文中提出了一种结合LESO和滑模理论的前馈鲁棒控制策略。通过建立直流微电网三相AC/DC双向功率变换器的动态数学模型,架构了三阶线性扩张状态观测器,并将三阶LESO的观测值用于滑模控制器的设计。该控制策略能够在不需要额外电流传感器的情况下实现前馈控制,并确保系统具有良好的动态性能。该策略还能够有效降低滑模控制的实现难度,提高系统的鲁棒性。仿真分析验证了文中所提控制策略的有效性。     

小型高效数字式双向DC/DC变换器设计

设计了由STM32F103C8T6单片机控制的基于储能系统的数字式双向DC/DC变换器,不同于传统双向DC/DC变换器中 Buck/Boost模块分离设计的思想,主功率变换电路采用升降压为一体的拓扑结构,减小了变换器体积,采用更适合非线性系统的模糊PID控制方式,减小了输出电压的超调量,增加了系统的安全性,变换器的充放电电流以及系统的工作状态均可由OLED显示,样机测试中,电流波动小,电压稳定性高,应用于试验台LED节能灯,效果良好。     

一种应用于电动汽车的双向DC／DC变换器研究

分析和比较了四种非隔离型双向DC／DC变换器的拓扑结构。针对目前广泛使用的混合动力电动汽车存在的环保问题和电池性能问题设计了一种双向DC／DC变换器一两相交错双向DC／DC变换器,论述了其工作原理,并通过一台3000W的样机验证了理论的正确性。     

DC/DC开关变换器滑模变结构控制的新方案

本文在滑模等价控制的基础上,考虑实际控制中的非理想切换条件,提出了一种适合PWM型DC/DC开关变换器的滑模变结构控制算法简单的新方案.该控制算法依开关工作周期,动态地对滑模误差进行修正,从而动态地补偿控制量的大小,将有利于近似地保证系统沿着切换面运动,并可以减少系统稳态误差,达到削弱乃至消除高频抖动的目的.以Boost变换器为例的仿真结果表明,本文的控制方案可以减少系统超调,缩短过渡过程时间,改善系统的动态品质,并有效地解决滑模控制中的高频抖动问题.     

基于超级电容双向多端口DC/DC变换器的设计与研究

提出了基于超级电容的双向多端口DC/DC变换器设计方法。在常见的6种单管DC/DC变换器的开关管和二极管两端分别反向并联二极管和开关管,构成双向DC/DC变换器单元,以超级电容为各个变换器单元的连接枢纽,其两端电压作为直流母线电压,构成一个各个端口之间可以互相传递能量的双向多端口DC/DC变换器。在Matlab/Simulink环境下搭建变换器模型,仿真结果证明了双向多端口DC/DC变换器的可行性。     

Boost/Buck变换器的鲁棒高阶滑模算法实现

针对一种可以实现能量双向流动的Boost/Buck变换器,分析了变换器两种工作方式并建立了数学模型。同时,针对该变换器设计了高阶滑模控制器使整个系统获得了较好的动态性能和稳态精度,并且在两种工作模式下都具有较好的抗扰动能力,从而提升了系统的鲁棒性。最后利用仿真技术,对系统的功能和性能进行了验证,在四次输入扰动下,输出电压发生的变化小于0.06V(0.25%),调节时间小于0.007s,证明控制器设计方法的正确性。     

一种基于GaN器件大功率双向DC/DC变换器

本文介绍了一种新的高功率双向隔离式DC/DC变换器。DC/DC转换器使用基于氮化镓(GaN)的功率开关器件。本文对10 kW GaN大功率DC/DC变换器的拓扑结构进行了优化,参数化和分析,并通过仿真和验证了其有效性。它由两个单相全桥电路、两个输入输出电感和一个高频变压器组成。高频变压器在实现两个全桥变换器之间的电流隔离方面起着至关重要的作用。使用MATLAB仿真软件对10 kW的变换器进行了建模。MATLAB仿真结果验证了变换器的性能适合于高功率应用并能实现轻负载条件下的零电压开通(ZVS)和零电流关断(ZCS)。然后,设计了一个7 kW的实验原型,以验证所设计拓扑的有效性。     

Robust optimal output voltage tracking algorithm for interleaved N-phase DC/DC boost converter with performance recovery property

This article suggests a cascade output voltage regulation algorithm for an N-phase interleaved DC/DC boost converter based on reference dynamics. The proposed algorithm has two advantages. The first is to guarantee the performance recovery property using the reference dynamics in the presence of a model-plant mismatch, and the second is to present a systematic procedure determining the stabilising control gains by solving an optimisation problem. The closed-loop performance of the proposed method is evaluated through simulations and experiments using a 3-kW four-phase interleaved DC/DC boost converter where the proposed method is compared with the feedback linearising method.     

新型开关电源控制方法研究

VRM作为电压调节模块具有快速的动态响应性能,但传统的V2C控制方法有其固有的缺点。为了提高VRM的动态性能和鲁棒性,在此分析了传统控制方式的固有缺陷,并以传统Buck变换器为平台提出新的双闭环模糊PID控制方法,最终希望提高VRM的抗干扰性。提出的控制方法通过引入非线性的模糊PID控制器闭环稳定输出电压并引入PID负载电流控制器加快动态响应,同时在参数设置中尝试兼顾稳定性、快速动态响应性能和鲁棒性。最后通过仿真得到可以稳定输出的变换器电路并证明了该新型控制器具有良好的动态性能和控制精度。     

Experimental research of heavy ion and proton induced single event effects for a Bi-CMOS technology DC/DC converter

This paper tested and analyzed heavy ion and proton induced single event effects (SEE) of a commercial DC/DC converter based on a 600 nm Bi-CMOS technology. Heavy ion induced single event transients (SET) testing has been carried out by using the Beijing HI-13 tandem accelerator at China Institute of Atomic Energy. Proton test has been carried out by using the Canadian TRIUMF proton accelerator. Both SET cross section versus linear energy transfer (LET) and proton energy has been measured. The main study conclusions are: (1) the DC/DC is both sensitive to heavy ion and proton radiations although at a pretty large feature size (600 nm), and threshold LET is about 0.06 MeV·mg/cm²; (2) heavy ion SET saturation cross section is about 5 magnitudes order larger than proton SET saturation cross section, which is consistent with the theory calculation result deduced by the RPP model and the proton nuclear reaction model; (3) on-orbit soft error rate (SER) prediction showed, on GEO orbit, proton induced SERs calculated by the heavy ion derived model are 4-5 times larger than those calculated by proton test data.     

智能型多通道DC-DC变换器设计

采用多种智能型电压转换芯片,根据每个芯片的不同特征参数,搭建不同性能需求的电压转换电路;该设计由光电耦合器、三极管、PMOS管搭建切换电路,实现适配器供电与电池组供电的自动、快速切换;利用FPGA输出的高低电平控制由三极管和PMOS管搭建的开关电路,实现对部分供电通道的智能通断控制。该变换器已应用于微波探测仪的供电系统中,经测试表明该变换器具有效率高、纹波电压低、良好的稳态和动态响应的优点。     

电流模式控制DC/DC转换器中的电流检测电路设计

应用于手机等通信电子产品电源系统的电流模式控制DC/DC转换器芯片,要求具有高性能电流检测电路.设计了一个高精度的电流检测电路,基于华润上华CSMC 0.5μmBiCMOS工艺库,利用Cadence Spectre软件进行电路仿真,经仿真得知所设计的电路电流取样精度达到1 000:1,具有很高的采样精度.该电流检测电路...     

改善DC/DC变换器动态响应性能的控制新策略研究

针对现代工业对DC/DC变换器响应性能所提出的要求,在现有控制和建模方法的基础之上,对改善DC/DC变换器的动态响应性能的几种控制策略进行了归纳和总结。简要讨论了其控制原理,并比较了各种现代控制策略的优缺点。最后对DC/DC变换器控制方法的发展作了一定的展望。     

Adaptive output voltage tracking controller for uncertain DC/DC boost converter

This paper presents a cascade output voltage control strategy for an uncertain DC/DC boost converter adopting an adaptive current controller in its inner loop. Considering the non-linearity, load uncertainties and parameter uncertainties of the converter, the proposed controller is designed following the conventional cascade voltage controller design method. The proposed method makes the following three contributions. First, a coordinate transformation is introduced for the inner loop, enabling avoidance of the singularity problem caused by the estimates of uncertain parameters. Second, a slight modification to the adaptation law is performed to guarantee closed-loop stability in the presence of the time-varying component of the load current. Third, the outer-loop controller is devised such that its performance can be adjusted without any parameter information. The closed-loop performance is demonstrated through simulations and experiments using the DSP28335 with a 3 kW DC/DC boost converter.     

直流变换器阻抗分析教学改革探索与实践

致力于理论与实践相结合的新工科教育,当务之急是把工程实践的新知识与新内容引入课程教学。“电力电子技术”课程中变换器小信号建模与阻抗教学是关键与难点,引导学生通过实际操作,认识从变换器小信号模型、闭环控制影响与输出阻抗塑形等方面逐层掌握衍变规律与制约关系,提高面对复杂系统阻抗设计与匹配时思维能力,从而实现培养创新型工程师与综合型人才的目标。     

一种新型DC/DC变换器实验系统开发

为强化DC/DC变换技术的实践教学,基于多绕组变压器和反激电路原理,开发一套DC/DC变换器教学系统。设计变换器的拓扑结构,分析工作原理及控制策略,计算变换器系统参数,建立数字仿真模型,设计变换器主电路、输出电压采样电路、开关管驱动电路等来搭建变换器实验平台。实验教学应用表明,该变换器实现宽输入/输出电压范围功能的同时,能够提高学生的电力电子技术综合实践能力。