基于“第二类”双重移相控制的双有源桥DC-DC变换器

在双有源桥(DAB)"第二类"双重移相(SDPS)控制的研究基础上,以回流功率最小为优化目标,分析并推导出不同负载条件下回流功率的数学模型,提出回流功率最小化的控制策略.在该策略下,"第二类"双重移相控制的电流应力比第一类的更小,不仅可以降低开关管器件的电流应力,减少磁性元件的损耗,还可以提高变换器的效率.研制小功率实验平台,开展实验验证.实验结果表明,相对于传统的单移相控制和"第一类"双重移相控制,该控制策略显著提升了变换器电流应力、磁性损耗和效率等方面的性能.     

热平衡移相控制策略在双有源桥DC-DC变换器的应用研究

随着飞机电气系统向多电化和全电化发展,机载储能装置的使用对双有源桥(dual-activebridge,DAB) DC-DC变换器性能要求不断提高。DAB变换器中功率开关器件的热损耗影响着器件的使用寿命,因此也影响了变换器可靠性,所以对功率开关器件进行热平衡控制是一项很重要的指标。先通过对扩展移相控制策略下的航空DAB DC-DC变换器的工作模态和开关热不平衡现象进行分析和实验验证,找到轻载条件下难以实现软开关的原因,以及一次侧超前桥臂与滞后桥臂软开关条件的差异,从而提出一种在原有控制基础上的新型热平衡移相控制策略。通过时基交替控制模式和温度反馈控制模式2种方式进行控制效果实验,最终通过观测变换器热成像温度分布图、整机效率计算以及开关波形分析,验证了提出的算法实现功率器件热平衡控制方法的有效性,该方法可以提高变换器效率,减小器件应力,从而提高了DAB变换器的可靠性,提升器件寿命。     

基于LCL谐振型双有源桥的三端口DC-DC变换器及其解耦控制

为了降低集成式三端口DC-DC变换器多功率路径的控制环路间的耦合程度、优化动态性能,将双Buck/Boost与LCL谐振型双有源桥通过共用原边全桥开关单元集成到一起,提出新型三端口DC-DC变换器及其解耦控制方法. 该变换器实现了开关器件的复用,提高了功率密度;采用PWM+双移相控制,可以实现3个端口间传输功率的灵活控制;利用LCL谐振特性实现基波功率因数为1的功率传递. 本研究分析该变换器的工作原理、控制方式与谐波特性,并且根据基波分析法提出简单、有效的解耦控制方法,可以有效降低多功率路径间的耦合程度,提高系统动态响应能力;搭建400 W的实验样机,进行控制方式对比试验、典型工作模式切换试验、解耦控制对比试验,验证该变换器的可行性及所提解耦控制策略的解耦效果.     

集成式有源箝位正激磁集成变换器小信号建模

为探究磁集成技术对集成式有源箝位正激磁集成变换器性能的影响,以集成式有源箝位正激变换器为基础,根据集成磁件的磁路-电路对偶变换法,结合状态空间平均法,提出了集成式有源箝位正激磁集成变换器的小信号建模方法,对有源箝位正激变换器、集成式有源箝位正激变换器及其磁集成变换进行了仿真.仿真结果表明,集成式有源箝位正激磁集成变换器可以降低输入电流、原边线圈电流,减小变压器损耗,且具有更小的输出滤波电感电流纹波,从而验证了该变换器小信号模型的可行性.     

移相全桥零电压变换器的建模与控制

在Buck变换器小信号模型的基础上,建立了移相全桥零电压变换器的小信号模型.分析了控制环路的幅频特性和相频特性,设计了移相全桥零电压变换器控制环路的补偿网络,从而提高了系统的瞬态响应及稳定性.通过仿真验证了小信号模型的正确性和补偿网络设计的合理性.     

移相控制E类高频谐振DC/DC变换器

以高频功率放大器为基础,提出了一种超高频E类谐振DC/DC变换器的移相控制策略,基于这种思想的变换器可以提高开关频率,降低系统损耗,拓宽输出范围。     

移相全桥磁耦合谐振无线直流变换器的设计

针对传统电能传输方式中存在的电线摩擦、老化、电能传输过程中容易产生火花等缺点,设计了一种移相全桥磁耦合谐振无线直流变换器。即采用磁耦合谐振式无线变压器以实现输入输出的物理隔离,结合移相双闭环控制实现软开关及提高响应速度。并通过Matlab/Simulink和TMS320F28335对设计的变换器进行了仿真和实现。仿真实验结果表明,所设计的移相全桥磁耦合谐振无线直流变换器的响应速度较快、损耗较小,且通过无线变压器进行电能传输提高了设备的安全性能。     

电动汽车DC-DC电源变换器的原理、建模和控制

为了设计出在电动汽车上把高压直流电源变换成低压直流电源的高品质DC DC变换器 ,采用自动控制理论进行指导 .介绍电动汽车DC DC变换器原理和设计 ,建模与控制方法 .应用阶跃响应法、频率法研究其数学模型和控制特性 ,并且进行分析和计算 .实验结果表明 ,用这种方法所研制的电动汽车DC DC变换器输出电压精度高 ,抗干扰能力强 ,调节特性快速、平稳     

双向全桥CLLLC谐振变换器建模与分析

针对传统状态空间平均法不适用于谐振变换器建模的问题,采用扩展描述函数法,建立了双向全桥CLLLC谐振变换器的小信号模型;给出了该变换器谐振参数的设计方法,得到了适用于本文变换器的参数;设计了正向/反向运行时的控制器补偿函数,并搭建闭环仿真电路进行了仿真分析.仿真结果验证了本文所建立的模型和设计的控制器补偿函数的正确性.     

激光电源中的串联谐振变换器的分析

串联谐振变换器是一种直流-直流变换器,由于它的输出波形接近正弦波,变换频率较高且具有恒流源的性质,充电效率高,故在激光电源中广泛采用串联谐振型变换器作为充电电路.     

准谐振变换器的统一建模方法

准谐振开头变换器电路结构复杂,分析设计困难,在分析一般分析方法所存在问题的基础上提出了高频网络平均法,利用受控电源来代替电压和电流高频变化的元件,利用它对QRC作了小信号分析和大信号分析,得到了统一的系统状态方程,最后对系统上电启动作了数字仿真,这种方法简单实用,有助于对准谐振变换器（QRC）的分析和设计。     

10kW移相控制ZVS-PWM全桥变换器的设计

根据电力电子变换技术在电源领域的应用,设计了10kW大功率的移相控制全桥变换器。该变换器主电路采用全桥拓扑结构,控制电路采用PWM移相控制芯片UCC3895。详述了主电路变压器、滤波电感、滤波电容和谐振电感的参数设计,介绍了PWM移相控制电路和反馈控制电路的设计。通过对样机的测试结果分析,验证了理论设计的合理性。     

一种有源钳位同步整流DC-DC变换器的研究

介绍了同步整流的工作原理,根据自驱动同步整流电路的要求,选择出适合与之结合使用的高效拓扑-有源钳位正激变换器,分析了其工作原理并对其作了详细的损耗分析,通过样机实验,验证了该拓扑的高效性。     

基于自适应级联扩展卡尔曼滤波器的数字DC-DC变换器信号预测控制

DC-DC变换器工作在电磁干扰的恶劣环境中,为了实现它的全数字化,需对反馈信号进行滤波。滤波算法的优劣决定着变换器的稳态性能和动态性能。以Boost变换器为研究对象,针对线圈电流和输出电压建模的非线性方程,采用自适应级联扩展卡尔曼滤波通过在线预测变换器的参数,实现变换器的稳态输出。实验结果表明,本文算法能有效地滤除变换器中存在的高斯噪声干扰。     

基于DSP双向DC／DC变换器移相控制算法研究

通过对基于DSP移相控制的双向DC/DC变换器控制系统结构的介绍,分析了移相控制算法的实现方法.采用TMS320LF2812 DSP为控制内核,设计出的移相控制的硬件结构和软件程序,实现了对一台12 V直流输入、开关频率为20 kHz,额定功SD率为1 KW的DC/IC变换器样机控制,实验结果验证了算法可行性和有效性.     

仿电流控制在移相全桥变换器中的仿真研究

为了克服全桥变换器在传统控制模式下对噪声过于敏感、抗干扰能力较差的弊端,提出了一种采用仿电流控制技术的移相全桥变换器.通过重构电流信号实现电流模式控制,可以避免环境因素对电流信号的干扰,增强电路的稳定性.最后进行了仿真验证.仿真结果表明:仿电流控制技术应用在移相全桥变换器中是可行的.     

DC/DC变换器小信号建模与稳定性分析

小信号模型是动态系统稳定性分析的基础.采用状态空间平均法,建立了DC/DC变换器的小信号模型,通过对比电磁暂态模型和小信号模型的时域仿真结果,验证了小信号模型的准确性.对小信号模型方程进行拉氏变换,得到输入到输出的传递函数,进而画出零极点图,分析了系统的稳定性.在DC/DC变换器中,随着电容的逐渐增大,系统越来越不稳定;随着电感的逐渐增大,系统稳定性增强.DC/DC变换器的稳定性分析对电容电感参数设计具有重要意义.     

滑模变结构控制DC-DC变换器的设计

开关变换器是一个非线性变结构系统,线性控制算法的控制性能在开关变换器系统中受到制约.针对这一问题提出滑模变结构控制法在开关变换器中的应用.滑模变结构控制法对被控系统数学模型精度要求不高,对系统参数变化、外界环境扰动具有完全的自适应性.以Buck型变换器为例,分析滑模控制在开关变换器中的使用方法,并给出了仿真和实验结果.     

移相式FB-ZVS-PWM变换器的仿真研究

介绍了移相式FB－ZVS－PWM变换器的工作原理，在用PSPICE通用电路分析软件对该电路进行仿真的基础上，研究了零电压开通条件、相关元件参数的选择和死区时间的设置等问题。     

具有准谐振缓冲器的零电压零电流切换DC-DC变换器

提出了一种新的具有准谐振缓冲器的零电压（ZVT）零电流切换（ZCT）直流-直流（DC-DC）变换器。此变换器中的缓冲器仅由一个准谐振电路构成,能使变换器的主开关同时实现零电压开关和零电流开关。这种新的变换器具有现有各种ZVT或ZCT变换器的大部分优点,同时能克服这些变换器的大部分缺点。此外,此变换器能在很宽的线路和负载范围内以很高的频率实现软切换。所有半导体开关器件都工作在软开关状态。此变换器结构简单,成本低,易于控制。对此变换器作了详细的稳态分析,其性能由一个小功率变换器的实验原型电路得到了证实。