电容电荷平衡控制技术的研究进展与分析

随着高性能数据处理设备的迅速发展,电力电子供电设备动态响应的要求也越来越高。先进控制技术是提高变换器动态响应的一种有效的方法。近年来提出的基于电容电荷平衡准则的控制策略可以使变换器既具有快速负载动态响应又有较高的效率。这种控制策略大致可以分为两类:仅通过控制电路来实现快速负载响应;通过控制电路和改变主电路的结构来实现快速负载响应。文中回顾了近年来电容电荷平衡控制技术的研究进展,并分析讨论了它们的特点。     

负载电流前馈闭环控制的快速动态响应双有源桥式变换器的输出阻抗分析

提出了一种基于前馈控制的双有源桥DAB(dual active bridge)变换器的控制策略,并通过小信号模型分析了DAB变换器的输出阻抗及其对电路动态特性的影响。DAB变换器的输出阻抗不仅取决于输出电容,还与控制回路的增益有关。由于传输延迟和零阶保持器的存在,控制回路的交叉频率和增益不能选得过高。如果输出电容非常低,变换器无法实现快速动态响应。为了提高动态性能,根据期望的输出电流,提出了一种新的前馈控制策略。前馈路径只与负载电流有关,而对于输出电压是独立的,且前馈控制在实时计算中易于实现。这种具有前馈控制策略的闭环增益与单电压闭环控制的比较结果表明,采用前馈控制的控制回路具有较好的动态性能。最后,搭建了1 kW的实验样机,验证了所提控制策略的有效性。     

耦合电感序列切换的快速卸载瞬态响应Buck变换器

为解决时间最优控制(TOC)卸载瞬态响应差的问题,该文提出基于耦合电感辅助电路的快速卸载瞬态响应Buck变换器,并设计序列切换控制策略。耦合电感辅助电路仅作用在卸载瞬态期内,通过控制辅助耦合电感与输入源并联来改变输出电感两端的等效电压,达到提高电感电流变化率的目的。卸载瞬态期内采用所提的序列切换策略将系统暂态周期分解为n+1个子周期,在每个子周期内应用电容电荷充放电平衡计算出切换序列,进而实现对辅助耦合电感的投切控制。所提序列切换控制方案将系统电压过冲限制在子周期的最大电压过冲值上,调节时间缩短至原输出电感电流首次达到稳态的时刻。进一步设计出12V/3.3V实验样机,实验结果验证了所提方案的可行性。     

一种基于神经网络的BUCK变换器

提出一种BUCK变换器拓扑结构,变换器在不同状态下采用不同的控制策略,使开关变换器的输出电压在电源干扰下实现零稳态误差,在负载扰动的情况下具有较好的动态响应。新结构在设计的单反馈神经网络BUCK变换器基础上增加了一个滤波电感,通过输出电压的误差反馈值控制滤波电感的接通方式,使变换器的输出电压在受干扰超出允许波动范围时迅速恢复稳态。     

Buck-Boost变换器线性与非线性复合控制

针对一类Buck-Boost变换器,提出一种线性与非线性复合控制算法.在负载电流发生大的阶跃变化时,使用非线性电容电荷平衡控制算法,保证动态过程中输出电容上的放电量和充电量相等,并使动态过程中电容充放电量最少,在相应的时间点来控制开关管的动作,使Buck-Boost变换器快速恢复到稳态,从而优化动态性能的目的;在变换器处于稳定工作状态时,采用常规的线性电压模式控制.本文给出了非线性电容电荷平衡控制算法的详细计算公式,并利用FPGA数字控制平台实现所提的控制算法.最后的仿真实验和样机实验,验证了所提的线性与非线性复合控制算法能够提高Buck-Boost变换器的动态性能.     

具有快速负载动态响应的DC／DC开关变换器开环控制新策略

采用何种控制策略和如何实现控制方法是决定开关变换器的效率和性能的主要因素。单周控制方法是近年来提出的一种新型非线性控制策略。这对输入电源电压的变化具有快速的动态跟踪能力,但对负载变化的抑制能力差,基于等效受控源平均法,提出了一种新的非线性控制方法,使得PWM开关变换器的输出电压,在负载干扰和电源电压干扰下,具有优良的动态响应特性。以降压型变换器为例,首先建立开关变换器大信号低频平均电路模型。通过分析平均电路模型,可以推导出一种新型开环非线性控制策略。这种控制方法具有固有的稳定性,快速动态响应和无过冲等优点。为了实现新的控制方法,建立了电感电压低频分量的数学模型。计算机仿真和实验测试结果证明理论预期分析。     

纹波电流调制准最优控制Buck变换器

提出了一种新的纹波电流脉宽调制策略,以电容电流为调制信号主体,实现了动态调节过程的非线性控制,变换器动态过程逼近时间最优控制（TOC）运行轨迹。结合Buck变换器实例,导出了基于电容电流调制的控制方程,构建了相应的模拟控制电路。理论上重点分析了变换器的动态特性,给出动态调节时间与输出电压跌落的近似解析值。仿真和实验结果证明变换器动态响应过程逼近TOC运行轨迹,验证了所提控制策略优越的动态响应,实现了系统的准最优快速调节控制。     

基于单周期控制的快速响应PFC变换器研究

提出了一种基于负载电流前馈与单周期控制技术相结合的快速负载动态响应功率因数校正(PFC)变换器控制策略。负载电流信号与传统输出电压反馈信号相乘并作为单周期控制载波信号,保证了PFC变换器具有快速的负载瞬态响应。此外,论文设计了两种自适应输出电流纹波补偿方法,有效抵消了负载电流前馈引入的输出二次纹波,减少了稳态下输入电流畸变。最后,基于单相Boost PFC电路,通过仿真与实验验证了所提控制方法的优越性。     

伪连续导电模式Buck变换器的动态参考电流控制策略

为了提高工作于伪连续导电模式(PCCM)的Buck变换器的效率和瞬态响应速度,提出了一种新型动态参考电流(DRC)控制策略。DRC控制方式通过采样Buck变换器的电感电流信号和负载电流信号,并将两者进行加权平均,获得电感续流的动态参考电流信号。与传统恒定参考电流控制的PCCM Buck变换器相比,DRC控制的PCCM Buck变换器通过反馈负载电流提高了电路的轻载工作效率以及轻载时的输出电压纹波。通过引入电感电流信息和负载电流信息提高了电路的动态性能。仿真与实验结果均验证理论分析的正确性。     

基于母线电压微分前馈的直流微电网并网变换器控制策略

为解决直流微电网惯性低、抗扰动能力差的问题,提出基于母线电压微分前馈的直流微电网并网变换器电流控制策略。以三相半桥并网变换器为研究对象,根据不等式约束条件建立直流母线电压与电感电流线性控制关系,将母线电压变化率与原接网电感的稳态电流值相结合,作为电感电流的控制指令值。为降低扰动下母线电压跌落,利用能量与功率关系设计虚拟电容并将其引入母线电压控制环,实现在不增加实际电容的情况下提高直流微电网的抗扰动能力。同时,给出了加入虚拟电容后直流微电网的稳定性分析。仿真和实验验证了所提控制策略的可行性。     

防跳电路和断路器的防跳措施

根据断路器及其操作机构和内部电气控制电路的类型,介绍了几种防跳措施及防跳电路的设计。在断路器切除线路和设备故障的执行环节中,防止断路器产生"跳跃"现象对保障线路和设备的安全、稳定运行有着重要意义。目前国内流行的断路器的操作机构、内部电气电路等不尽相同,采取何种防跳措施,如何设计防跳电路,是工程技术人员关心的问题,并对10 kV系统中控制电路防跳和断路器的防跳措施进行了介绍。     

锦屏二级水电站10kV开关保护防跳回路异常分析

分析了锦屏二级水电站10kV厂内渗漏排水泵开关位置指示异常,且断路器分闸后无法再次合上的问题,对比了断路器配置的南瑞保护防跳回路和施耐德开关本体防跳回路的差异,得出保护防跳回路和断路器本体防跳回路应用范围,提出了四种断路器防跳回路的改进方案,并比较了各自的优缺点。     

浅谈断路器控制回路中的“防跳”

断路器作为变电站中重要的电气设备之一,其运行的稳定性和可靠性至关重要,"防跳"回路就是断路器控制回路中的一个重要保护回路。目前随着电力系统产业的高速发展,断路器的防跳回路设计在不断改进和完善,作为二次安装和调试人员,必须与时俱进,深入理解并领会防跳回路的关键之处,才能保证二次接线和调试的准确性。     

电气设备电路故障的查找方法

在电气设备中,电路经常会出现故障.当电路发生故障时,设备将无法正常工作.那么,当电气设备电路发生故障时,应该根据具体故障的特点,查找故障,并加以排除.     

系统电源监控电路中的数模混合设计

系统电源监控电路不再是单一功能电路(数字或模拟电路),而是由数字电路和模拟电路混合构成的,所以在PCB设计时就需要考虑数字电路和模拟电路之间互相干扰问题,特别是地线上的噪音干扰。对数模混合电路PCB接地设计进行了详细分析和总结,最后还给出实际应用案例。     

异步计数器设计方法的改进

本文揭示了以往异步计数器卡诺图设计法出现错误的原因是存在"混态控制",同时提供了解决"混态控制"的方法.     

进口110kVSF_6断路器的接口电路

以ABB公司 1 1 0kVSF6 断路器为例 ,介绍了它的接口电路及其联接方法 ,对使用中出现的问题提出了相应的解决办法。     

Applying iterative methods to the analysis of VLSI circuits

This letter proposes a method to properly formulate the analysis of VLSI circuits through a set of well‐conditioned equations. This system of equations can then be efficiently solved by means of an iterative solution method. Copyright 2004 © John Wiley & Sons, Ltd.     

基于multisim10.0的非线性电路分析方法仿真研究

非线性电路具有频率变换作用,在通信系统中广泛应用于对信号的调制、解调和混频等处理功能。非线性电路不满足叠加定理,通常采用开关函数分析法、时变电路分析法和环形电路分析法等解析法对其分析,数学分析复杂,较难理解。Multisim10.0电路仿真软件仪器丰富、器件齐全,电路仿真波形观察直观。借助于Multisim10.0电路仿真软件,对上述3种非线性电路分析方法进行了仿真,并根据仿真结果从非线性电路输入、输出波形变换和频谱变换两方面分析了非线性电路的作用。基于Multisim 10.0的电路仿真分析,简化了非线性电路分析方法,有助于对非线性电路频率变换作用的理解。     

低压整流柜输出端的短路保护

介绍了低压整流柜输出端短路保护的方法,并详细分析了保护电路的工作原理。