基于PLECS的Buck变换器模糊PID控制

根据Buck变换器的基本原理,由PLECS建立Buck变换器本体模型,再由Simulink工具建立模糊PID控制器,两者无缝连接。其中在大偏差范围内采用PD模糊控制器以提高其动态响应速度,而在小偏差范围内转换成PID控制,以提高其稳态精度。仿真结果表明了模糊PID控制的优越性,实现了模拟电路与数字控制的有效结合。     

Buck型变换器数字PID控制器设计方法研究

Buck型变换器包括Buck变换器及其衍生的全桥变换器。文中以Buck型变换器为控制对象,给出了频域补偿设计中模拟PID控制器的零极点配置原则,实现了其比例、积分、微分系数的整定。在此基础上,运用连续系统离散化方法,最终完成数字PID控制器的参数设计。MATLAB/SIMULINK仿真结果表明,通过上述方法设计实现的数字PID控制器能够满足系统的控制要求,输出响应具有良好的静态与动态特性。     

基于片内PID补偿器的高压Buck变换器设计

设计了一种基于片内PID补偿并具有宽输入电压范围的高压Buck变换器.该变换器采用有源电感、有源电容以及密勒电容实现片内PID补偿,从而简化了芯片外围电路的设计.通过改变PID补偿器中低频极点的位置,实现增益补偿,以保证在整个输入电压范围内反馈环路的稳定性.使用Matlab和HSpice软件对环路进行建模、分析和设计.结果表明,该变换器在8～30V的输入电压范围内可以稳定地工作,线性调整率小于0.013%/V.     

鲁棒H_∞ 控制在并联Buck变换器中的应用研究

为了解决并联电源系统中因存在参数不确定性而导致系统动态性能下降这一问题,提出了状态反馈鲁棒H_∞ 控制,引入了线性变参数(LPV)模型,结合LMI技术,将H_∞ 控制问题转化成LMI问题,从而提高并联Buck变换器的抗干扰能力,并和传统的双闭环PI控制进行比较,通过仿真验证了基于鲁棒H_∞ 控制的并联Buck变换器拥有更加良好的动态响应,同时也实现了并联变换器均流目的。     

Buck变换器在SIMULINK下的建模仿真

Buck变换器具有电路简单和输出电压调节控制性能好的特点,文中主要介绍Buck变换器电路结构和降压原理,定量分析CCM下Buck变换器的小信号分析,及在SIMULINK下的三种建模仿真。实践证明,在电路设计中,利用仿真模型,将会更有效地加快可调功率变换器的设计。     

DC-DC Buck变换器中的混沌现象分析

DC-DC Buck变换器在满足一定条件时,随着开关的开合,会引起电路拓扑结构的变化,产生非线性系统的现象。本文在分析了电路的结构原理后,通过仿真更直观地观察到电路中的混沌现象,对不同的电压输入值产生的影响都做了详细的分析,为以后在Buck变换器设计中避免混沌现象的产生奠定了一定的理论基础。     

快速瞬态响应的变导通时间模式Buck变换器

提出了一种具有快速瞬态响应的变导通时间(VOT)模式Buck变换器。VOT模式电路采用误差电压来调节导通时间,导通时间控制电路采用电流乘法器,以实现误差电压到导通时间的线性控制。突破了传统恒定导通时间(COT)模式电路中对等效占空比的限制,实现了瞬态响应的提升。仿真结果表明,与传统COT模式电路相比,VOT模式Buck变换器具有更好的瞬态响应特性。该Buck变换器的动态电压调节时间从17.8 μs减小到13.2 μs,过冲电压从200 mV减小到110 mV,负载阶跃恢复时间从13.4 μs减小到4.8 μs,下冲电压从172 mV减小到132 mV。     

一种基于COT控制的快速瞬态响应Buck变换器

设计了一种基于TSMC 0.18 μm CMOS工艺的快速瞬态响应Buck型变换器。基于电流模COT架构的Buck型变换器,结合电容电流采样电路和负载电流调节器,设计了一种新颖的瞬态增强电路,对负载电流进行补偿,有效地减小了恢复时间,提高了输出电压精度。仿真结果表明,没有瞬态增强电路时,负载电流从0 A跳变到3 A,电流变化率为3 A/10 ns,下跌电压为166.9 mV,恢复时间为5.8 μs;加入瞬态增强电路后,下跌电压变为21 mV,恢复时间变为0.5 μs。没有瞬态增强电路时,负载电流从3 A跳变到0 A,电流变化率为3 A/10 ns,过冲电压为73 mV,恢复时间为3.3 μs;加入瞬态增强电路后,过冲电压变为36 mV,恢复时间变为0.6 μs。     

一种快速瞬态响应Buck变换器设计

提出了一种基于锁相环锁频锁相ACOT控制模式的Buck变换器。该变换器具有快速瞬态响应的特点。分析发现,在负载阶跃时,传统ACOT控制模式Buck变换器受到最小关断时间和锁相环速度的限制,不能完全发挥其瞬态响应快的优势。设计了一种根据设定的开关频率可自适应调节环路参数的Buck变换器,它在较宽的开关频率下具有快速的瞬态响应特性。采用0.18 μm BCD工艺对提出的Buck变换器进行仿真验证。结果表明,负载电流从1 A跳变到5 A时,输出电压下冲恢复时间减小为1.68 μs。     

AVP控制下的并联Buck变换器的非线性研究

混沌和分岔行为是确定性系统中一种固有的非线性现象.混沌和分岔等非线性现象是电力电子开关变换器不稳定性的主要表现,而分岔往往在混沌之前产生,两者存在着非常紧密的关系.分析AVP控制下的并联Buck变换器的非线性现象,并在电路仿真软件simplorer中对实验波形的分析,观察非线性现象.     

基于多频脉冲序列控制Buck变换器的研究

针对开关变换器双频率控制技术存在的输出电压纹波大、输出功率范围窄等缺点,研究电压型多频率脉冲序列控制方法,该方法通过四组预设控制脉冲,实现开关变换器输出电压的调节。对多脉冲序列控制Buck变换器在电感电流连续导电模式（Continuous Conduction Mode,CCM）和电感电流断续导电模式（Discontinuous Conduction Mode,DCM）下的工作特性进行分析,重点研究了在DCM 模式下Buck变换器多频率控制。最后,分析了DCM Buck变换器工作在稳态时脉冲序列的组合方式,并通过实验验证了理论分析的正确性。     

基于滑模变结构控制的Buck变换器

为了实现对Buck变换器直流输出电压的精确控制,优化变换器的性能,提出了一种基于双滑模面控制的控制策略,建立了数学模型,并推导了变换器滑模面的存在条件。通过仿真实验表明,采用双滑模面控制滑模变结构控制的Buck变换器具有滑模控制快速响应、鲁棒性强等特点。     

基于峰值电流模式的同步Buck变换器的数字控制

研究同步Buck变换器的连续时间模型和离散时间模型,分析了变换器工作于峰值电流模式控制下负载恒定和负载动态变化的闭环系统,应用全状态反馈设计闭环系统的控制策略,使用PSPICE软件对设计电路进行搭建,仿真结果表明,设计的动态跟踪系统不仅能实现闭环极点的任意配置,而且能跟踪参考给定值并实现零稳态误差。最后,用Matlab分析了与负载变化相关的闭环极点灵敏度。     

Buck or boost tracking power converter

A cascade of buck and boost converter is presented here. The control operates in a manner that the converter is either in buck or boost (BOB) mode on a cycle by cycle basis. It transitions between the modes seamlessly to provide a tracking power conversion function for modulating the power supply of a variable envelope radio frequency (RF) power amplifier. The control algorithm and its implementation using switched capacitor circuits is described. Simulation and measured experimental results including converter efficiency, tracking accuracy, and spectrum at the output of the RF power amplifier are provided. This control technique allows seamless transition between the buck and boost modes while tracking RF envelopes with bandwidth greater than 100 kHz, and maintaining extreme accuracy and extremely low ripple. The efficiency of this converter operating at 1.68 MHz is close to 90% over a wide range of conversion ratios. The area of the power converter is extremely small allowing this to be integrated into a cellular telephone. The controller was integrated as part of a larger power management IC as well as a discrete IC.     

专家系统PID在ZVZCS变换器中的应用

对移相全桥零电压零电流开关(Zero-Voltage and Zero-Current Switch,ZVZCS)变换器数学模型进行深入分析,提出用专家系统PID控制器实现对变换器开关管导通相序和占空比的改变。详细介绍了移相全桥ZVZCS变换器的拓扑结构、工作模态、小信号模型推导以及专家系统PID的设计规则,最后用Simulink仿真验证了算法的正确性和可行性,并对结果进行了分析讨论。     

三相Buck型三电平AC/AC变换器

提出三相Buck型三电平AC/AC变换器的电路拓扑结构,研究其电路工作原理,并给出控制策略以实现输出电压和飞跨电容电压的联合控制。相比于两电平变换器,三相Buck型三电平AC/AC变换器的开关管数量加倍,并增加了3个飞跨电容,但各开关管的电压应力均降低为原来的1 2,故适用于高输入电压大功率应用场合。仿真结果证明了三相Buck型三电平AC/AC变换器及其控制策略的可行性和理论分析的准确性。     

基于数字PID补偿的降压型DC-DC控制器

设计了一个基于数字PID控制,可为低压系统提供稳定电源的多相位降压型DC-DC控制电路,包括flash ADC、数字PID控制器;并设计了一种新的基于延时单元/计数器的数字PWM电路,实现了一个降压型控制器。电路使用3.3 V CMOS工艺设计,芯片面积为0.16 mm2,输入电压3 V,输出电压1.25 V,负载电流最大800 mA,纹波小于10 mV,开关频率1 MHz,效率最高达到90%。     

一种基于降压DC-DC转换器的高性能误差放大器设计

基于降压型DC-DC转换器的工作原理,从系统需要出发,提出一种高性能的误差放大器。该误差放大器的输入级采用偏置电流消除结构,避免其输入对基准电压产生影响;核心电路采用对称性的差分运放结构,引入正反馈结构和负反馈电阻以提高其性能,电路结构采用CSMC 0.5μm BCD工艺。仿真结果表明该误差放大器跨导为1.5 mS,共模下限可以从0开始,共模抑制比为106 dB,失调电压为208.3μV,功耗约为100μW,验证了该放大器的良好性能。     

自适应PID在网络化控制系统中的应用

将粒子群自适应的控制模型与常规PID控制算法相结合,利用粒子群优化算法的PID对系统进行离线整定,并将其应用于网络化控制系统(NCS)改善网络诱导时延、调度等问题。结果表明,应用自适应PID控制的NCS能够有效地改善网络时延问题而且控制参数易于整定,具有较强的自适应性和优良的控制性能。