附加电感电流线性反馈控制的级联DC-DC变换器稳定性提升方法

源变换器和负载变换器的相互作用会导致级联DC-DC变换器的不稳定问题,因此,提升级联系统的稳定性很有必要。针对上述问题,将特征值灵敏度应用到级联DC-DC变换器的时域模型中,无需计算源变换器输出阻抗和负载变换器输入阻抗,从时域角度提出了附加电感电流线性反馈控制的级联DC-DC变换器稳定性提高控制方法。同时,基于时域模型直观分析了新引入的控制变量对系统稳定性的影响。最后,通过仿真和实验验证了所提控制方法的有效性。     

级联式双向DC-DC变换器的优化控制方法

级联式双向DC-DC变换器的传统双闭环比例-积分(PI)控制方法存在调节器参数多、整定工作量大等不足,而且受限于PI控制的内在局限性,系统的动态性能不够理想。针对级联式双向DC-DC变换器的实际控制需求,综合考虑传统双闭环PI控制和模型预测控制的各自优势,将二者有机结合,构建了一套折中优化的控制方法,即在第一级双向DC-DC变换器中采用传统双闭环PI控制,而在第二级双向DC-DC变换器中设计并实现改进的模型预测控制策略。将提出的优化控制方法与传统双闭环控制和经典模型预测控制分别进行了仿真和实验比较。结果表明,相对于传统的双闭环控制,采用提出的优化控制方法可以显著改善级联式双向DC-DC变换器的动态性能,而相对于经典的模型预测控制,该优化控制方法运算量减少了45.22%。     

DC-DC变换器混沌PWM原理及频谱特性分析

常规脉宽调制(PWM)的输出波形在载波频率及倍频周围含有较高谐波成分，本文基于混沌理论提出了一种新型PWM原理——混沌PWM(CPWM— Chaos-based PWM)，其三角载波信号的频率按Logistic映射函数规律变化，从而改变其谐波的频谱分布，使谐波连续均匀分布在较宽的频带范围内，抑制了由谐波引起的电磁噪声。将CPWM应用于DC-DC变换器，结果表明其电流、电压谐波幅值大大减少。     

燃料电池车用大功率DC-DC变换器复合输入输出特性控制系统

燃料电池电动汽车是一种新兴的清洁能源汽车,针对燃料电池电动汽车用DC-DC变换器复杂的输入输出特性的要求,在输出恒压、输出恒流和输入欠压3闭环系统的基础上,通过增加复合自动控制器、动态选择控制特性调节信号的方法,设计一种复合输入输出特性控制方法。建立了该复合控制系统的数学模型,并详细分析其工作原理,用Simulink软件对该模型进行仿真,通过实验对该模型进行验证。仿真和实验结果验证了控制系统的有效性和实验的可行性。该方法实现了燃料电池电动汽车对DC-DC变换器输入输出外特性控制,并在所研制90 kW 升压型DC-DC变换器中得到应用,运行工作可靠。     

基于模糊控制算法的DC-DC变换器设计

提出一种基于模糊控制算法的DC-DC变换器,详细介绍了其中的模糊控制器的设计方法.仿真结果表明,该变换器在软启动期间、以及负载瞬变时都具有较好的动态性能.该控制器的硬件电路可以通过DSP或FPGA模块来实现,满足多种用户要求,有效用于电动控制领域.     

电流跟踪数字控制的Buck DC-DC变换器

为了改善Buck DC-DC变换器的性能,提出了一种基于微处理器的电流跟踪数字控制方法,根据输出电流和输出电压的采样信息,计算出所需要的输出电流,并将电感电流控制在该输出电流的一个滞环宽度之内。详细分析了负载突变和启动过程中输出电压的动态响应,给出了参数选择和设计考虑。以一个电流跟踪控制的Buck DC-DC变换器为例说明了所提出的方法并进行了实验研究,实验结果表明了电流跟踪控制的可行性和理论分析的正确性。     

基于储能单元的级联Buck-Boost变换器及其控制方法*

随着以风光电为主的分布式电源接入电网,其出力的波动性和不确定性,导致分布式电源发电特性和电网负荷需求特性在时间尺度上不统一,使得配电网的综合负荷特性的复杂度增加.为此,基于储能单元提出一种适用于储能单元的级联Buck-Boost变换器及其控制方法.首先分析了级联Buck-Boost变换器的储能单元结构及变换器的工作原理;其次确定了级联Buck-Boost变换器的三种工作模态;再根据变换器的不同运行模态选取下垂控制作为各储能单元模块的控制方法;最后搭建仿真模型对储能单元和选取的控制策略进行了验证,仿真结果验证了所提的变换器结构及其控制方法能很好地解决配电网因分布式电源接入带来的系统瞬时功率不平衡问题.     

大功率DC-DC变换器的设计

针对DC-DC变换器应用于大功率输出储能系统的场景,提出应用基于降压-升压电路的多级交错并联拓扑结构.针对多台DC-DC变换器并联运行的场景,提出应用下垂控制技术.在此基础上,设计了大功率DC-DC变换器.通过测试验证,所设计的大功率DC-DC变换器满足大功率输出的要求.     

DC-DC变换器中负载阻抗特性及其对稳定性的影响

作为开关电源的核心部分,DC-DC变换器在实际应用中可能带有电感性的阻抗负载,这将对系统的稳定性产生影响。基于稳定设计的考虑,考察变换器对阻抗负载中寄生电感分量的容忍度,得到对应电路稳定的电感分量阈值,并对电路负载的阻抗效应进行综合分析。建立包含负载电感分量在内的变换器高维模型,并构造电路的离散迭代映射,通过计算平衡点附近的特征根,来分析当寄生电感分量变化时系统状态的演化过程及对电路稳定性的影响。相关的电路精确仿真、理论分析和电路实验均证明,阻抗负载存在一个对应系统不稳定的电感分量区间,而电路参数将对该区间的范围存在一定的影响。     

数字控制级联式双向DC-DC变换器的研究

本文对由Buck/Boost双向变换器与双向半桥直流变换器构成的级联式双向DC-DC变换器的原理进行了分析,并研究了一种适用于Boost变换器的无源软开关电路。在数字控制的硬件平台之上,提出一端稳压和一端稳流的控制策略,可实现能量双向流动的自由转换。最后给出了实验波形.从而对理论分析进行了验证。     

汽车双电压系统中能量双向馈送DC-DC变换器的研究

随着汽车电气化和自动化的迅速发展,以14V电压为主的汽车电压系统已经不能满足日益增长的汽车电子设备的需要,汽车电压系统的升级被提上了日程。为了能够兼顾传统的14V汽车电气系统,而且不对现有的电气设备做大的改动,业界内提出了一个过渡方案：14V/42V双电压供电系统。 本文基于汽车14V/42V双电压电气系统的背景下提出一种非隔离型的双向DC-DC变换器,并且根据汽车车载电源的特殊要求设计出一台基于UC3525控制器的额定功率的变换器装置,针对双向DC-DC变换器的稳定性,可靠性,容量等方面进行了研究和试验。实验证明,装置在能量流向变化的情况下,闭环控制系统可根据电流方向实现模式切换,稳定输出,效果良好     

一种带三绕组耦合电感的级联型高增益功率变换器

提出一种带三绕组耦合电感的级联型高增益功率变换器。采用三绕组耦合电感、开关电容技术和级联结构,该变换器可实现更高电压增益。变换器的输入电感可有效降低输入电流纹波,从而减小输入电源应力。此外,耦合电感的漏感能量由输出端回收利用,提升效率的同时,能够抑制开关管的电压尖峰,降低其电压应力。详细分析带三绕组耦合电感的级联型高增益功率变换器的工作原理,以及连续导通模式下变换器的稳态性能。最后搭建一台30V输入、380V/0.3A输出的实验样机,实验结果验证了理论分析的正确性。     

级联H桥五电平变换器系统研究

阐述了应用于特殊场合--多绕组单相交流供电系统的级联H桥五电平变换器的电路结构及控制方法,分析了变换器的工作原理,给出了系统的仿真结果.仿真表明该级联H桥五电平变换器运行的可靠性和控制的简易性.系统运行工况稳定,在多绕组单相供电的高压、大功率场合有良好的心用前景.     

基于混杂系统DC-DC变换器的永磁风电并网系统直流母线电压稳定控制

为了提高基于固态变压器的永磁风电并网系统中直流母线电压的稳定性,在低压直流侧,通过双向DC-DC加入超级电容器。文章基于Boost电路建立混杂系统模型,引入类滑模控制策略,利用超级电容器的快速充放电特性,提高直流电压的稳定性。仿真研究表明,在风速改变和电网电压跌落两种工况下,直流侧电压波动、超级电容器充放电电压和充放电电流均变小。该方案可以快速准确地抑制直流母线电压波动,改善并网风力发电机组的电能质量和稳定性。     

基于H桥级联变流器的功率单元设计

针对多电平功率变换电路在中压、大功率应用场合因其所具有的良好性能而获得广泛地关注的情况,简单介绍了多电平变换器的种类,及H桥级联结构的优点,并完成了基于H桥级联变流器的功率单元的硬件电路及软件设计。文中详细介绍了硬件电路各主要部分所采用的芯片及实现的功能,并进行了相关实验验证。该功率单元选择CPLD作为核心控制芯片,可...     

基于燃料电池的电流注入隔离型DC-DC变换器的比较

本文以燃料电池应用为背景,分析了三种电流注入隔离型DC-DC变换器的损耗模型,用Mathcad仿真对电路的损耗作了定量计算与比较,并分析了引起这些损耗差异的原因。     

隔离型双半桥DC-DC变换器的软开关特性

分析了隔离型双半桥(DHB)DC-DC变换器的软开关特性。首先介绍DHB变换器的工作原理,详细分析DHB变换器的软开关过程。通过理论建模和定量分析,给出各开关管实现零电压开通的充要条件。总结谐振电流、变换器输出功率和死区时间与实现零电压开通的三条规律,推导出各开关管软开关实现所允许的变换器最小输出功率的解析表达式。然后,提出一种改进的占空比控制策略,有效地扩宽了变换器的软开关运行范围,有助于变换器实现稳定的软开关运行。最后,通过样机实验验证了所提的理论分析以及改进控制方法的正确性和有效性。     

一种串联共振型DC-DC变换器的特性解析

对串联共振型DC DC变换器主电路的构成原理 ,电路拓扑和存在的工作模式进行了详细的分析讨论。作出对应的状态轨迹图 ,通过仿真和实测 ,求出相应的电压、电流波形及输出特性 ,从中得出有益的结论