基于注吸电流法的Buck-Boost变换器建模与仿真

该文详细介绍了注吸电流法的建模思想和步骤，并应用注吸电流法建立了工作在电感电流断续（DCM）模式下的Buck—Boost变换器数学模型。对Buck—Boost变换器及其PI调节器构成的闭环控制系统进行了分析研究。应用Simulink＼Sim-owerSystem模块，建立了该系统的Matlab仿真模型，并进行了相应的仿真分析。仿真结果表明，所得Buck—Boost变换器数学模型的精确性和可用性可以满足要求，能够真实反映该系统的动、静态性能。满意的仿真结果与理论分析取得了一致，验证了该模型的正确性。     

Buck-BOOst DC-DC变换器中分叉与混沌问题的研究(Ⅱ)--数值分析与实验

研究了电流控制型Buck-Boost变换器中的分叉与混沌问题.在连续模式下的Buck-Boost变换器的离散数学模型基础上,从不动点及稳定性理论的角度对Buck-Boost变换器的第一分叉点进行了严格的数值分析,得到了三维参数空间曲面图.此外,建立了实验硬件电路,实验结果验证了理论分析.     

周期性扩频的Boost变换器中非线性现象的研究

在分析了Boost变换器精确离散迭代模型的基础上,首次研究了采用周期性扩频技术后Boost变换器中的分叉和混沌现象。通过M文件编程得到了输出电压随着电路参数变化的分叉图,验证了它含有丰富的非线性动力学行为,而且研究了采用周期性扩频技术对变换器中非线性现象的影响。同时,在变换器中电路参数不变的情况下,研究了周期扩频技术的频率在不同范围内变化时,其中的分叉与混沌现象。本研究为更好地设计Boost变换器电路提供了一定理论基础和应用价值。     

锂电池化成用双向DC-DC变换器设计

针对锂电池化成过程中采用电阻放电带来的大量能量浪费现象,设计了一个双向DCDC变换器,可以实现化成放电能量的高效回收。该变换器以Buck/Boost双向DC-DC变换器作为主电路拓扑,主要由Buck驱动电路、Boost驱动电路、电压/电流采样电路等部分构成。介绍了系统的基本结构,分析了电路的工作原理,并对方案设计给予了详细说明。实验结果表明,该变换器可以实现电池充电、放电功能,控制精度高,具有良好的稳定性。     

DC-DC功率变换器中非线性现象的仿真研究

DC-DC开关变换器中蕴涵着丰富的非线性现象,混沌与分岔在变换器中存在着一定的产生机理和表现形式.对两种基本拓扑结构DC-DC变换器Boost、Buck的非线性现象进行了仿真研究,建立了两种变换器的离散迭代映射模型和精确开关模型,经过数字仿真,验证了存在于DC-DC变换器中的分岔和混沌现象.对闭环控制Boost变换器,深入分析了采用离散迭代模型和精确开关模型后仿真结果的差异及原因.所采用的数值仿真方法为DC-DC变换器的电路参数优化提供了理论工具.     

基于容许边界依赖ADT方法的DC/DC变换器控制北大核心CSCD

电力电子电路具有连续时间变量与离散事件互相混杂、互相作用的特点,是一类典型的混杂系统。基于混杂系统理论,利用多李雅普诺夫函数稳定性方法结合容许边界依赖平均驻留时间约束条件,设计了一种可使DC/DC变换器达到期望输出的切换规则,其稳定性控制条件通过解线性矩阵不等式(LMI)得到。在此基础上,加入了比例积分控制器保证DC/DC变换器在负载扰动下的稳定性。此控制方法能保证系统稳定,同时可有效抑制系统的抖振并降低开关频率。最后,通过仿真得出了Buck、Boost、Buck/Boost电路的仿真曲线,并搭建Buck电路实验样机进行了验证,结果证明了所提方法的有效性。     

PWM控制开关变换器大信号稳定性的滑模分析方法

研究了传统脉宽调制(PWM)控制开关变换器中一个重要现象:闭环调节器的输出信号与锯齿波比较信号发生多次截交导致开关频率升高且不能获得恒定控制频率,甚至系统不能稳定输出工作.以常见的Buck、Boost开关变换器设计为例,研究了基于PWM-准滑模控制理论的开关变换器大信号稳定性条件,最终所得结论与经典“斜波匹配”理论相吻合.仿真结果验证了所提出理论的正确性.     

基于FPGA的四相交错并联磁集成Buck变换器研究

在负载变化范围较小的前提下,为提高Buck变换器输出电压精度和电压纹波,在传统Buck变换器拓扑结构基础上,引入多相交错并联磁集成技术.详细分析磁集成条件下,变换器在占空比0～1范围内的相电感电流纹波、四相电感总输出电流纹波、电压纹波与磁耦合系数的关系,确定磁集成变换器占空比与磁耦合系数的最佳选择范围.提出磁集成变换器小信号建模一般方法,并设计出基于FPGA的数字控制器.制作四相交错并联磁集成Buck变换器实验样机,通过实验验证了理论分析的正确性.     

DCM模式下双向DC/DC变换器的性能分析

针对目前交错并联磁集成双向DC/DC变换器工作在DCM模态下的分析不全面这一研究现状,以三相电感进行耦合的三相交错并联磁集成Buck/Boost双向DC/DC变换器为实例,在轻载时关断MOS管,利用MOS管的体二极管具有单向导电的特性,避免电感电流出现负值,从而降低变换器的能量损耗,提高变换器的效率.首先,深入分析了运行在Buck状态下的双向DC/DC变换器的DCM模态的稳态性能;其次,分析了变换器的工作状态转换条件,求出各模态转换的临界负载电流,并且通过引入的变比与其他参数之间的关系来具体分析变换器在各种工作情况(CCM/DCM)下的每一相相电流的变化规律;最后,通过仿真和试验的实际数据来验证理论分析的正确性.     

Buck变换器中的快标分叉控制研究

在电力电子线路中,Buck变换器是一种基本的变换器,在工作过程中,由于电路中的有些参数发生变化,使得电路很容易产生时间域上的快标不稳定现象,斜坡补偿是一种简单而有效的方法,可以很好地削弱这种不稳定现象。在实际的电路应用中,斜坡补偿主要依赖于经验设计,缺乏必要的设计准则。本文将从非线性系统的分叉控制理论出发,对峰值电流模式控制Buck变换器中的斜坡补偿进行详细地分析和研究,给出了斜坡信号补偿幅度理论要求。分析计算结果和大量的精确仿真试验结果是一致的。该方法同样适用于其他变换器的稳定性分析。     

基于离散指数趋近律的开关电源模糊滑模控制

对于Buck/Boost变换器,传统的控制器如PID控制器、Ⅲ型误差放大器等存在超调量过大、响应时间过长、鲁棒性不强等问题,为克服这些缺点,提出基于离散指数趋近律的开关电源模糊滑模控制方案.首先,针对工作在电感电流连续模式(CCM)的Buck/Boost变换器采用状态空间平均法建立平均线性模型;然后设计离散指数趋近律的滑模控制器,并分析了切换参数对系统的影响;最后,为改善控制效果,设计了模糊控制器.仿真结果表明,相对于传统的控制器,指数趋近律的模糊滑模控制器有效地降低了超调量,提高了系统的响应时间,并且对外部干扰的鲁棒性较好.利用所设计的控制算法实现了对50 W高频开关电源样机的良好控制,进一步证明了所提方法的有效性.     

基于Boost变换器光伏发电MPPT控制方法

在基于Boost变换器的光伏发电系统中,以MCU TMS320F2812为主要控制芯片,采用检测发电系统Boost变换部分输出电流的控制策略,并调节变换器PWM的占空比输出,实现最大功率点更好地跟踪,并通过Mat-lab/simulink验证该策略的可行性。     

DC-DC变换器在恒功率负载下的能控性

带有恒功率负载的DC-DC变换器是切换非线性系统.以Boost变换器为例,本文建立了其切换系统模型;它包括三个模态.模态I,II,III分别对应于开关器件导通、关断、电感电流断续时的电路拓扑.因为电容电压是非负的,所以本文对平面拓扑学的最新结果加以修正,导出了半平面仿射非线性系统全局能控的充分必要条件——判别函数在任意非零控制曲线上变号.据此证明了模态II的全局能控性.由于模态II为运转中的必经阶段,故切换系统能控.研究方法也适用于Buck等变换器的能控性分析.     

基于时间尺度的Boost变换器自抗扰控制

以Boost变换器的控制策略为研究对象,将自抗扰控制技术应用到Boost变换器的控制策略中,使被控系统不但具有良好的动态特性,而且对参数变化具有较强的鲁棒性.同时针对自抗扰控制参数难以整定的特点,介绍了自抗扰控制的参数整定基本原则,对Boost变换器进行自抗扰控制仿真,并和PID控制进行对比.最后,用时间尺度概念对Boost变换器的自抗扰控制进行参数整定.仿真结果验证了该方法确实可行.     

An efficient power delivering scheme for sensorless drive of Brushless DC motor

This paper presents a photovoltaic (PV) panel fed sensorless Brushless DC motor (BLDC) drive using Sheppard –Taylor (S–T) converter for load matching in order to make the system energy efficient. In this work, a detailed study on S–T converter is done as it helps to stabilize the fluctuating output voltage of standard PV panel. Hence, in this application model, we have considered S–T converter as a feed to the six switch three phase Brushless DC (BLDC) motor drive in which the rotor position is estimated using back electromotive force (EMF) detection technique. This work is developed and studied on MATLAB/Simulink platform as well as in real time implemented hardware. The simulation model has borrowed the motor parameters (viz. stator back-EMF, rotor RPM and max. output torque, etc.) and circuit components from the implemented hardware. Finally, a detailed study of the implemented S–T converter reveals a significant performance improvement over a conventional Buck–Boost converter for same PV panel. The output results show that the scheme described in this scope of work efficiently handles the DC power generated by solar cell using S–T converter as the rotor RPM offset is negligible in closed loop motor drive.

     

一种新型软开关Buck变换器的研究

针对传统ZVT-PWM变换器的辅助开关硬关断的不足,提出了一种新型PWM控制的软开关Buck变换器方案,详细介绍了该新型软开关Buck变换器的拓扑结构及工作原理,并给出了具体的设计过程。新型软开关Buck变换器的辅助电路使主开关工作在零电压状态,所有的半导体器件均工作在软开关条件下,从而减小了开关损耗。仿真结果证明了该新型软开关Buck变换器方案的有效性。     

Boost变换器和Boost-ZVT变换器的比较研究

介绍普通Boost 变换器和Boost-ZVT变换器的工作原理,指出Boost 变换器的开关管工作在硬开关状态,而Boost-ZVT变换器的主开关管工作在软开关状态。通过理论分析可以知道Boost-ZVT变换器的效率更高,然后将两种电路应用于单相功率因数校正电路中。最后在Pspice软件环境下搭建功率因数校正电路Boost变换器与Boost-ZVT变换器的仿真模型并进行仿真,并对仿真结果进行分析和比较,指出了它们各自的优点与缺点。     

基于MIT MRAC的Buck变换器电压控制仿真研究

为改善Buck变换器的控制性能,对基于模型参考自适应控制的Buck变换器电压控制方案进行了研究．首先基于小信号扰动法建立了Buck变换器的小信号解析模型;然后分析给出了自适应参考模型的设计依据,总结了设计步骤,并对自适应控制器的设计方法、关键参数的取值和影响进行了归纳;最后在Matlab/Simulink平台下搭建了频域和时域仿真模型,对文中重要结论进行了验证,证实了MIT MRAC用于Buck变换器控制的可行性和有效性．     

基于交错Buck变换器的光伏系统MPPT控制

具有最大功率点跟踪(MPPT)功能的控制器常采用单相Buck变换器,输出功率稳定性差;鉴于此,提出将交错并联技术应用于Buck变换器,并以两相交错并联Buck变换器为例进行研究,减小输出电压、电流纹波,提高了输出功率稳定性,有利于实现MPPT控制;然后针对固定步长扰动观察法跟踪速度与精度之间的矛盾,研究了一种自适应变步长的算法,MATLAB仿真结果表明,改进算法具有较好的跟踪速度和稳态性能。