基于电流反馈控制的DC／DC升压变换器

目的 克服非最小相位特性对控制器设计的影响。方法 将DC/DC升压变换器的输出电压控制问题转化为对电感电流的控制，并采用了串级结构的电压和电流控制器，控制器的外环采用PI控制算法，以电容电压为被控量，内环则采用非线性输出反馈控制算法，以是电感电流为被控量。结果 DC/DC升压变换器的仿真结果表明，上述控制方案是可行的。结论 该种结构的控制器不但可使被控系统获得良好的动态特性，而且对负载电阻、电容、输入电压等参数变化有着很强的稳健性。     

用于电动汽车的交错并联软开关双向DC/DC变换器

双向DC/DC变换器作为电动汽车能量控制的关键性元件,是复合电源储能系统中不可或缺的重要部件之一.鉴于不同的双向DC/DC变换器拓扑结构的选择能够影响其成本的高低、性能的好坏,以电压、电流应力最小的双向半桥变换器为基础,采用不添增额外半导体器件的软开关技术,有效的减小器件的开关损耗,并选取两相交错式拓扑结构来弥补输出电压、电流纹波大的缺点.在双向DC/DC变换器中采用两个电流内环并共用一个电压外环的控制策略,通过仿真实验验证了该变换器能够实现对能量双向流动的稳定控制,具有零电压、零电流开关,输出电压、电流纹波小的优点.     

基于线性自抗扰的DC/DC升压变换器的控制策略研究

为了改善DC/DC升压变换器的动态性能和抗干扰能力,提出了一种基于线性自抗扰控制(LADRC)的双环DC/DC变换器控制策略.首先,基于状态空间平均法推导出DC/DC升压变换器电压外环和电流内环的传递函数;其次,通过设计线性扩展状态观测器(LESO)和线性状态误差反馈控制律(LSEF)来实时估计和补偿外部的干扰和内部的不确定性;最后,利用仿真实验验证了该控制器的可行性.实验结果显示,该控制器比传统双环PI控制器具有更佳的鲁棒性和自适应性,因此该控制器可用于稳定变压器的直流母线输出电压.     

燃料电池车用新型低纹波DC/DC变换器设计

为解决目前车用DC/DC变换器存在的输入电流纹波大会造成燃料电池耐久性严重下降的问题,提出一种新型低输入电流纹波的DC/DC变换器构型。该构型是在交错式Boost型电路的基础上引入输入滤波电感,具有有效降低DC/DC变换器的输入电流纹波的特点,但在对该结构进行综合分析过程中发现系统易发生振荡,因此对系统传递函数进行深入分析,提出了相应的控制模式,有效解决了系统的振荡问题。同时,通过仿真和实验对比了有无输入滤波电感的DC/DC变换器的输入电流纹波情况。实验结果表明:在DC/DC变换器的全部输出功率范围内,可以将其输入电流纹波系数控制在1%以内,保证了燃料电池的输出电流的平稳性,延长了燃料电池的使用寿命。     

交错式三电平低纹波双向DC/DC变换器

为使双向DC/DC变换器以适合的电感值达到输入输出电流纹波小、输出电压纹波小的安全需求,提出一种交错式三电平低纹波双向DC/DC变换器,该变换器适用于一些极端变换或者高电压变换的场合,如光伏发电系统、不间断电源和分布式发电等场合。详细叙述了该交错式三电平低纹波双向DC/DC变换器的工作原理,分析了稳定状态下变换器的输出电压,电流纹波,输出电压纹波及开关管承受电压应力,并得到主要工作波形。波形图和分析结果表明,该变换器采用交错对称式电路结构,具有输入输出电流连续,输出电压纹波小,开关管电压应力低,输出电压范围大及输出三电平的优势。     

矩阵式AC/DC变换器研究

对三相/三相矩阵变换器进行变换,得到一种衍生的AC/DC变换器拓扑。采用电流型空间矢量调制策略,推导出在该调制策略下的输出电压的表达式。通过在拓扑中加入一个谐振电感和隔直电容,使得双向开关器件可以实现软开关换流,并详细分析了换流过程。将控制算法建立在以电源电压矢量定向的dq同步旋转坐标系中,改变调制矢量实现功率因数调节。仿真结果验证了理论和控制方案的正确性和可行性。     

降压型DC/DC(Buck)变换器性能的仿真研究

为了解决降压型DC/DC变换器的器件选择及参数的最优化设计问题,基于Buck变换器建立了一种数学模型,然后利用PSpice软件对其进行了仿真,并根据仿真结果研究了电路的暂、稳态过程及性能。结果表明:暂态阶段电流和功率较大,稳态输出电压的大小受到电路电感元件和负载阻抗等器件参数的控制。     

集成式斜波产生与求和电路的设计实现

针对电流模式控制DC/DC变换器固有的不稳定性,提出集斜波信号产生与求和为一体的斜波补偿电路.与传统的斜波产生与求和分离实现的补偿电路相比,该电路基于电容的电荷转移特性,将电流采样信号加在电容的下极板,对电容进行周期性充放电,在上极板实现斜波信号和电流采样信号的叠加.采用该电路不仅可以保证系统的稳定性,而且结构简单,易于实现;结合新的电流限结构,可以消除斜波补偿对最大电感电流的影响.电路基于0-35 μm CMOS工艺设计,仿真和测试结果表明：集成式斜波补偿电路功能正常,性能良好.当输出占空比在15％～80％变化时,峰值电感电流最大值的相对变化量小于5.5%．     

DC/DC变换器电流模式数字控制电路研究

针对电压控制型开关电源是一个二阶的有条件的稳定系统,响应速度慢,稳定性不够,因此可在电压单闭环控制基础上增加电流控制环,形成双闭环控制系统,以提高系统的响应速度和稳定性。本文通过分析电流模式数字控制电路的静态和动态特性,建立了数字控制电流型PS-FB ZVSPWM DC/DC变换器闭环小信号模型和小信号传递函数模型,在积分控制工作方式下,选取不同的积分、微分系数,在负载阶跃扰动时得到了输出电压的单位阶跃响应曲线,通过实验得到了负载突变时开关脉冲及输出电压的动态响应曲线。     

风光发电系统的四端DC/DC变换器

为减小风光发电系统体积和成本,设计了一种适用于风光发电系统的四端口DC/DC变换器,对变换器工作原理进行了分析,给出了控制器设计方法.该变换器的3个端口电压可通过分别调整各自占空比来控制,另外一个端口用来实现整个系统功率平衡.最后用Matlab软件进行了仿真.仿真结果证明了该变换器拓扑结构的可行性,验证了它控制3个能量端口的能力.该结构有一定应用价值.     

基于Z源的Sepic直流变换器研究

提出了一种带Z源的Sepic直流变换电路,分析了其工作过程,对调压机理进行了理论推导,并与传统Sepic电路做了对比。该电路在开关导通比〈0.5时就能实现升降压功能,仿真和实验结果证实了电路的有效性.     

一种应用于直流配电网的隔离直流变换器软启动方法

针对广泛应用于直流配电网的双有源桥的启动电流冲击问题,提出一种简单的直流变换器软启动方法。在设定的启动时间内,输入侧H桥输出方波电压占空比从0逐渐增加到0.5,同时通过移相控制调节输出侧电压在相同的时间内从0逐渐增加到给定值。通过这两种方法的协同控制,可以有效抑制启动时电流冲击和直流电压振荡,系统具备很好的抗扰能力且不需要采用传统软启动的复杂模式切换。分析和仿真验证了软启动方法的有效性。     

DC/DC拓扑的分类和选择标准

为了提高电力电子产品设计者选择DC/DC拓扑的准确性和快速性,分析了现有市场上主流的通信、电脑用电源中DC/DC的应用特点,从电气规格出发提出了电力电子产品设计中DC/DC变换器的电路拓扑选择的四大标准.输入电压高低决定是否采用软开关;输出电压高低决定是否采用同步整流;输入输出电压变换范围宽窄决定是否采用宽范围拓扑;功率大小决定候选拓扑的开关数量.通过一个关于通信电源中DC/DC拓扑初选的例子说明了所提四大标准的用法,并证实了四大标准的实用性和有效性.针对一些经典的DC/DC拓扑和最新的DC/DC拓扑与这四大标准的关系进行了评价,得出了电气规格和拓扑之间的直接对应关系的表格,便于电力电子产品设计者参考.     

基于分电屏的直流接地报警装置研究

针对发电厂、变电站,如何快速、准确地查找直流系统故障并能够发送信号传至主站后台,提出了在继电保护直流分电屏安装装置查找直流系统故障的方法。继电保护直流分电屏直流接地报警装置,实现了在线监测直流系统运行状态,同时判别故障的直流回路并能够发送信号传至调度主站。     

双向DC/DC变换器的设计

设计了一种可以完成能量双向流动的双向DC/DC变换器,通过D/A芯片控制开关电源芯片反馈端电阻的参考基准,实现开关电源输出电压线性可调,将该方法结合单片机程控,完成了双向DC/DC变换器的测试.实验结果证明,该方法可以实现能量双向流动,并且具有控制精度高、效率高的特点.     

一种新型双向DC/DC变换器增益分析

针对轨道交通节能改造的需求,为克服双向DC/DC变换器增益不高的缺点,提出了一种新型的双向DC/DC变换器拓扑,该变换器利用了一个耦合电感作为双向磁性开关来控制能量的储存和释放、提高变换器的增益.分析了影响该变换器增益的因素,推导了该变换器的增益公式,并通过Matlab仿真和制作一台50W的样机进行了原理验证,实验结果表明：变换器工作在Boost状态（功率25W）时增益达到8倍,Buck状态（功率42W）时为0.2倍的增益.因此该电路拓扑可应用于高增益的场合.     

单片DC/DC变换器的分析与设计

在0.35 μm硅衬底CMOS工艺条件下,分析了集成平面电感器的单片DC/DC变换器的功率损耗,折中考虑了设计中的难点以及各种影响因素。优化了变换器的转换效率,确定其开关频率为100 MHz;考虑片上集成平面电感器的单位面积电感值与品质因数的大小也是决定DC/DC变换器性能的关键因素,该文给出了双层平面螺旋电感器的物理设计与几何参数优化,获得了双层平面螺旋电感。模拟结果表明该变换器工作稳定,转换效率可以达到62%。     

磁集成Z网络DC/DC变换器的仿真研究

为了得到更适宜工程应用的升／降压变换器，提出了一种带磁集成的Z网络DC／DC变换器拓扑．此新型电路结构能实现升／降压变换，并通过磁路组合集成的方法，使电路具有结构简单、易于实现等特点，通过仿真验证了此方案可行。     

基于DC/DC变换技术的可连续调压功率开关电源

介绍一种用DC／DC变换器构成的功率开关稳压电源。该电源在输出大电流条件下,能做到输出直流电压大范围连续可调,同时保持良好的PWM稳压调节运行,具有高调节精度的稳压效果。     

基于双向DC/DC变换器的光伏电源系统

对于光伏电源系统中如何将光伏阵列、储能单元与负载连接是十分重要的。该文提出一种新型的独立光伏电源系统。光伏阵列通过单向直流变换器与逆变器相连向负载供电,蓄电池采用双向直流变换器连接至逆变器输入端完成能量双向流动。并采用一种具有良好动态和稳态性能的双模最大功率点跟踪控制算法,Matlab仿真结果表明该方法的可行性。最后介绍了基于DSP的新型独立光伏电源系统的实现方案。