电流控制型开关电源的研究

介绍电流控制型开关稳压电源的基本原理,并将其与电压型开关稳压电源进行分析和比较,指出电流型控制的优点,最后介绍较为常用的一种电流型控制芯片和典型应用电路。     

开关电源中的电流型控制模式

讨论了开关电源中电流反馈控制模式的工作原理、优缺点，以及与之有关的斜波补偿技术。     

电流型交换器工作原理和斜坡补偿

介绍了恒频、峰值电流检测控制方案的电流型变换器存在的问题及采用斜坡补偿来克服这些问题的原理及方法。     

峰值电流控制变换器斜坡补偿电路的优化设计

指出工作于DCM的变换器是稳定的,而工作于CCM且占空比D>0.5的峰值电流控制变换器需要进行斜坡补偿。论述了由单只电阻与电容简单串联构成的最佳斜坡补偿电路,分析了斜坡补偿系数与D的关系及斜坡补偿电路对振荡器参数的影响,论述了电流前沿尖峰滤波参数设计和斜坡补偿网络各元件参数的优化设计方法。文中给出了以UC3843控制的反激变换器设计实例,实验结果验证了理论分析的正确性和方案的可行性。     

峰值电流控制模式中斜坡补偿电路的设计

讨论了峰值电流控制电路中的斜坡补偿的意义及实现方法,具体设计并实现了双管正激电路中的斜坡补偿电路。     

峰值电流模式斜坡补偿电路研究

针对峰值电流控制模式变换器的不稳定性问题,分析了斜坡补偿的基本原理和峰值电流控制电路的稳定性原理.主要介绍了由射极跟随器构成的斜坡补偿电路及其参数设计,用以实现在大范围调整占空比时变换器电路的稳定性.以采用峰值电流控制模式的全桥移相变换器为设计实例来设计补偿电路参数,并通过电路实验获得了良好的补偿信号和稳定的变换器控制性能,由此证明了该设计方法的可行性.     

峰值电流控制DC-DC Boost变换器优化斜坡补偿

非线性现象在DC-DC开关变换器中普遍存在,具体表现为次谐波振荡和混沌等不稳定现象。针对此,研究了峰值电流控制下的DC-DC Boost变换器,通过采取固定斜坡补偿可消除其电路中的非线性现象,但降低了参考电流和输入功率。为解决上述问题,提出了一种优化的斜坡补偿方案来解决固定斜坡补偿带来的参考电流和输入功率降低的问题,同时推导出其参考电流和电感电流平均值的表达式,通过仿真和实验验证了理论分析的正确性及所提优化补偿策略的有效性。     

充电机无输出电流传感器控制方法的研究

此处对应用于自主化动车组充电机中无输出电流传感器的输出电流控制方法进行研究。该方法通过对主电路拓扑中中频隔离变压器初级电流采集、处理及计算的结果控制输出电流,实现了输出电压调节及输出电流的等效电流控制的功能。控制核心架构为32位数字信号处理器（DSP）结合现场可编程门阵列（FPGA）芯片采样,主控芯片为TMS320F28335,主控芯片通过对模拟量、数字量采集进行系统的核心算法控制。应用Matlab进行了控制方法的系统仿真之后,在一台充电机样机中进行试验。试验结果表明控制方法的正确性,输出特性效果良好。该控制方法的研究为后续产品推广市场打下良好基础。     

三相电压型PWM整流器无电流传感器控制策略研究

三相电压型PWM整流器有间接电流控制和直接电流控制两种方式 ,两种控制方式各有优点。根据三相电压型PWM整流器的高频动态数学模型 ,提出了基于开关函数检测的无电流传感器控制策略。该控制策略兼有间接电流控制结构简单 ,成本低和直接电流控制动态响应速度快、限流容易、控制精度高等优点。实验结果验证了控制策略的可行性     

一种用于Boost开关电源斜坡补偿的V-1转换电路

本文设计了一种高占空比的电压.电流转换(V-I)电路,用于峰值电流控制模式Boost开关电源的斜坡补偿.与传统的V-I转换电路棚比,该电路具有较好的线性关系和较宽的输入电压范围.仿真结果表明,它可以有效地实现开关电源的斜坡补偿,并能消除次级谐波振荡和噪声干扰.     

Boost变换器中的斜坡补偿法扩展及其性能评估

DC/DC开关变换器是一类强非线性控制系统,其中的混沌现象及混沌控制的研究是近年来电力电子领域中的一个研究热点.本文针对峰值电流模式控制Boost变换器的动力学模型,详细分析了斜坡补偿法控制混沌的原理,并将其扩展为多个周期信号的补偿方法,同时提出了混沌控制的综合评价标准,以对各种补偿信号的控制结果进行综合评估.评估结果表明:三角波补偿是一种较好的混沌控制手段,且理论分析可以给出有效控制的最优相移和幅度的预计,从而为变换器的稳定设计提供了理论指导,另外相关研究也给出了一般非线性系统中混沌控制的评估方案和思路.     

基于滑模观测器的无传感器永磁同步电机矢量控制系统

本文在深入分析永磁同步电机数学模型的基础上,将滑模变结构控制应用于永磁同步电机控制系统中,根据永磁同步电机的数学模型,设计了一个滑模变结构控制器,用于估算电机转子位置和速度;根据磁场定向控制理论,利用估算的转子角度实现了无传感器矢量控制.实验结果表明,滑模变结构控制器对系统参数变化、外界环境的扰动以及内部的摄动具有很强的鲁棒性,能够在全频率范围内追踪实际信号,实现对转轴位置的观测.     

Current sensorless control for half‐bridge based AC/DC PFC converter with consideration of conduction losses

The focus of this paper is on a simple half‐bridge converter that performs power factor correction (PFC) using current sensorless control. Current sensors increase cost, auxiliary power required, conduction losses, and volume of the PFC converter. Moreover, measurement of high frequency current is demanding, especially in cost‐sensitive applications. The PFC converter proposed combines simple half‐bridge topology and improved current sensorless‐control algorithm that takes into account conduction losses. These losses influence volt‐second balance in the input inductor and result in distorted grid current shape. Their effect is especially evident in half‐bridge converter, where input inductor operates with high voltage swing. The current sensorless control method proposed compensates this influence and allows achieving sinusoidal current shape. First, the phenomenon of current distortion was shown with numerical simulation in PSIM package. Experimental prototype rated for 350 W power was built to verify theoretical and simulation results. Experimental results are in good agreement with those obtained with simulation and theoretically. The PFC converter proposed features low cost of realization and can be used in consumer equipment for connection to the grid. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

多重化双向DC-DC变换器PI滑模变结构控制策略研究

针对一种基于多重化结构的双向DC-DC变换器拓扑结构提出PI滑模变结构控制策略,实现自动跟踪参考目标电压值、单元电路电感电流间实现均流的目的。给出多重化双向DC-DC变换器的工作原理,得到双向DC-DC变换器变结构模型,对适用于多重化双向DC-DC变换器的双闭环PI滑模变结构控制策略进行了深入分析,运用等效控制理论分析了滑模变结构控制的存在和稳定条件,并利用等效输入的调制方式使变换器在定开关频率下运行。PI滑模变结构控制方案充分发挥了快速响应和鲁棒性强的优点。仿真结果证明理论分析的正确性。     

谷值电流控制三电平Buck变换器

三电平Buck变换器能使开关管的电压应力减小为输入电压的一半,使电感电流脉动频率为开关频率的两倍,减小滤波器的尺寸.为了实现以上的优点,使变换器具有较高的功率密度,必须保持飞跨电容的电压为输入电压的一半.为此,采用谷值电流控制的方法,通过平衡电感电流来调节飞跨电容上的电压,实现飞跨电容电压稳定.建立三电平Buck变换器谷值电流控制的小信号模型,以获得小信号传递函数模型,进而对其补偿网络进行了设计.仿真验证了理论的正确性和控制策略的可行性.     

基于非线性拟合单位电流最优输出功率的永磁同步电机位置估计误差补偿策略

针对永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor, PMSM)参数变化影响转子位置估计精度问题,提出了一种基于单位电流最优功率输出的位置估计误差非线性补偿策略。首先,分析了电机参数误差特别是电感误差对位置估计精度的影响,建立了位置估计误差与单位电流输出功率的关联模型,推导出电感误差与最优输出功率的关系模型。然后,结合功率模型构建了基于多项式的电感误差非线性模型,利用少量测试点拟合该多项式模型,即可辨识电感误差用于准确补偿位置估计误差。所提方法实现简单,不依赖电机参数,能有效克服噪声干扰。最后,仿真与实验结果验证了提出补偿策略的有效性。     

引入比例谐振调节器的双馈电机转子电流无速度传感器控制

双馈风力发电机转子电流模型参考自适应系统(MRAS)的转速估算方法中,由于定、转子电压、电流采样信号的漂移及AD转换的偏差,致使所估计的双馈电机转速幅值中呈现不同程度的交流脉动。针对此问题,提出了在自适应实时调节机构中,采用PI并联比例谐振(PR)控制器共同作用的控制策略。该方法可消除转速估计中角频率和转差频率的交流脉动,实现转速精确估计,提高双馈电机发电质量。基于10 k W的双馈风力发电模拟平台进行了实验研究,通过与PI控制对比验证了PI并联比例谐振控制的优越性。     

稳流型开关电源控制系统研究

在建立全桥移相PWMDC/DC变换器小信号模型的基础上对稳流型开关电源的控制系统进行了研究,给出了稳流型开关电源的闭环控制系统的电路组成和数学模型。引入新型PWM电源控制器UCC3895对中大功率全桥移相软开关方式稳流型开关电源控制电路进行了具体设计。稳流电源控制器由主控芯片UCC3895及其外围的时钟与锯齿波形成、自适应死区设置、隔离驱动、保护、电压电流采样和调节器等子模块组成。用Matlab对控制参数进行了整定,采用PSpice电子仿真软件对系统进行仿真,结果表明根据系统小信号模型设计的开关稳流电源是可行的。     

基于PWM可控变换器的接地残流全补偿控制方法研究

针对配电网中传统全补偿消弧装置接地残流实时补偿能力差且在故障恢复后长期处于谐振状态而不能及时退出的问题,提出基于PWM可控变换器的接地残流全补偿控制方法.对全补偿消弧装置的消弧原理进行了详细分析,并利用主动频率注入法实现对地电容的精确检测.从理论上推导了零序电压与接地残流分量的关系,提出单相接地残流全补偿的实时控制方法...     

基于扩张状态观测器的DFIG网侧变换器滑模控制

针对双馈风力发电机网侧变换器因负载变化和滤波参数摄动导致控制效果不佳的问题,提出一种扩张状态观测器（extended state observer, ESO）与滑模控制相结合的网侧变换器双闭环控制策略。内环采用以功率为状态变量的基于ESO的滑模直接功率控制,外环采用以电压平方为状态变量的基于ESO的滑模控制;应用ESO对系统状态变量与包含系统未建模动态、负载变化和滤波参数摄动等集总不确定项进行估计,即可无需系统的精确数学模型设计滑模控制方法,实现网侧变换器在复杂环境下的鲁棒控制,理论分析了ESO和滑模控制的稳定性。此外引入功率差前馈环节,减小负载变化时外环滑模控制非线性带来的冲击。最后通过负载变化和滤波参数摄动两个算例仿真,结果表明,与传统矢量控制和滑模控制相比,所提控制策略在复杂环境下具有更强的鲁棒性。