电动汽车车载充电器PFC AC/DC变换器设计

为了减少电动汽车接入电网充电时对电网的谐波污染,同时提高电力利用率,必须进行功率因数(PFC)校正。PFC AC/DC作为车载充电器的核心部分之一,可为后级DC/DC系统提供稳定的直流电压。针对功率等级为2 k W的车载充电器,采用升压(Boost)PFC主拓扑结构和基于平均电流控制的AC/DC变换器设计方案,设计了具有PFC的AC/DC变换器,详细给出了其主电路和控制电路的设计流程,包括器件选型、控制策略选择、主电路及控制电路的参数配置。最后通过系统仿真及样机实验测试,验证了系统动态及静态性能。     

前馈解耦控制在DC/DC变换器领域的应用研究

为推动前馈解耦控制理论在DC/DC变换器领域的研究应用,梳理归纳现有的解耦控制理论类型及DC/DC变换器控制方式,详细介绍了前馈解耦控制理论在DC/DC变换器控制领域的研究和应用现状。研究发现,前馈解耦控制可以明显提高DC/DC变换器的动态响应速度和稳定性。     

DC/DC升压变换器非线性控制

设计一种基于电流模式的非线性控制器.控制器由电感电流的比例控制和电容电压的非线性比例积分控制两部分组成.对某DC/DC升压变换器的仿真结果表明,上述控制器是可行的.     

基于模糊PI控制的电动汽车双向DC/DC变换器

电动汽车直流动力源的特殊性和对驱动性能的高品质要求决定车用DC/DC变换器要有稳定的电压、电流输出.针对DC/DC变换器在车辆行驶状态切换过程中呈现的严重非线性问题,提出了电流环沿用传统PI控制,电压环采用模糊PI控制的双闭环斩波控制方案;在分析双向DC/DC变换器工作原理的基础上,根据变换器自身的变结构特性,设计了模...     

基于模糊PID控制的双向DC/DC变换器研究

双向DC/DC变换器是指在保持变换器两端的直流电压极性不变的情况下,根据实际需要完成能量双向传输的直流变换器。它在直流不间断电源系统、分布式电站、电动汽车以及太阳能电池阵中有广泛的应用。通过对双向半桥变换器的分析,并将其与蓄电池相结合使用,完成能量的双向传输和电池能量对电网的回馈。由于DC/DC变换器在升降压的过程中产生的严重的非线性问题,在控制方案上,采用模糊PID控制的电压、电流双闭环控制。仿真表明,与传统的PID控制相比,该控制方案有效提高了变换器的鲁棒性,减小输出电压波动,能够实现能量的双向流动。     

DC/DC升压变换器自抗扰控制

本文设计了一种线性自抗扰控制器,直接对DC/DC升压变换器的电感电流实施控制,以抑制系统非最小相位特性时控制性能的影响.在此基础上,外环采用一个PI控制器对输出电压进行控制,并把电压控制器的输出作为内环电感电流控制的参考输入.由于自抗扰控制器则是一种不依赖丁系统模型的控制方法,因此被控系统不但具有良好的动态特性,而且对...     

基于离散变结构控制的DC/DC变换器

运用趋近律形式的离散变结构控制原理,设计了Buck型DC/DC变换器.设计方法简单,易于实现.通过仿真和实验证实了离散变结构控制具有系统内部参数变化时的鲁棒性,并改善了系统的稳态性能.     

基于模糊分数阶PIλDμ控制的AC/DC变换器

作为AC/DC电力变换装置的核心,控制系统控制效果的好坏直接影响电压输出波形的质量.为了进一步提高AC/DC电力变换装置的控制性能,增强系统的鲁棒性和稳态性,提出一种模糊控制与分数阶PIλ Dμ控制相结合的复合控制策略,并将其用于十二脉波整流电路的控制系统中.采用模糊控制器可以很好地实现对控制参数的自适应调整,分数阶PIλDμ控制器在非线性系统的控制过程中能够取得比整数阶PID控制器更好的控制效果.仿真和实验结果表明,改进后的控制器具有较强的灵活性和鲁棒性,稳态性和自适应能力得到增强,适用于非线性时变系统.     

基于ML4841的具有APFC功能的AC/DC变换器设计

AC／DC变换器具有体积小、重量轻、变换效率高等优点，而被广泛地应用到从工业到民用的各个领域。但随之而来的对供电系统的污染的缺点也越来越引起人们的广泛关注，最主要的是由于谐波电流的增加从而使电网的功率因数降低，无功功率增加。本文简要分析了造成这种问题的原因及解决方法，以及采用ML4841构成具有有源功率因数校正功能的AC／DC变换器的设计方法，并给出了典型电路。采用这种电路可使功率因数提高到接近于1。     

基于无源性的光伏DC/DC变换器的全局滑模控制

在光伏发电系统中,当其受环境影响时,系统输出电压及功率不稳定,主要由DC/DC变换器来实现其过程能量转换,因此研究高效的DC/DC变换器控制方法具有重要意义;引入了一种满足无源性的DC/DC变换器,同时引入一种新的指数趋近律,设计全局滑模控制策略;所设计控制方法不仅确保了系统状态的稳定性,而且提高了系统的鲁棒性,减弱了DC/DC变换器的抖动现象;并以双向Buck变换器为例,通过Matlab仿真验证了所设计控制器的有效性。     

Design of a non-inverting synchronous buck-boost DC/DC power converter with moderate power level

This paper presents the design of a non-inverting synchronous buck-boost DC/DC power converter with moderate power level for a solar power management system. The buck-boost requirement arises from the rapid changes in the atmospheric condition or the sunlight incident angle. The system mainly consists of the non-inverting synchronous buck-boost DC/DC power converter, MOSFET drivers, anti-cross conduction logic circuitry, feedback compensator, and PWM regulator. The system is capable of converting the supply voltage source to higher and lower voltages to the load terminal with voltage polarity unchanged. The voltage at the load terminal is controlled by continuously adjusting the duty cycle of the PWM regulator. Application of the buck-boost converter in battery management system design is also addressed.     

全桥式DC/AC/DC变换器的建模与仿真

研究高频DC/AC/DC开关变换器的控制系统优化问题.由于该变换器是典型的非线性系统,采用的PI控制器存在响应速度慢、超调量大等问题.为克服上述问题,优化高频DC/AC/DC开关变换器的暂态和稳态性能,采用了三极点、两零点控制器,解决了高频DC/AC/DC开关变换器的暂态和稳态性能差的问题.利用状态空间平均法及欧拉公式建立了全桥式DC/AC/DC开关变换器的动态小信号数学模型,根据所建立的数学模型采用频域法对系统进行设计,保证系统输出电压具有良好的电源调整率和负载调整率.仿真结果表明,三极点、两零点控制策略比传统PI控制具有更好的动态调节和稳态误差调节特性,超调量、调节时间等都得到了明显的改善,并为控制器设计优化提供了参考.     

Performance recovery output voltage control algorithm for AC/DC converter

This article proposes a proportional-type cascade output voltage control algorithm equipped with disturbance observers for a three-phase AC/DC converter considering a model-plant mismatch. The advantages of the proposed method are grouped into two. First, a simple first-order disturbance observer is devised for both inner and outer-loops, not only to recover the target closed-loop performance, but also to eliminate steady-state offset errors. Second, it is thoroughly verified that the entire closed-loop system driven by the proposed proportional-type cascade controller is stable. The efficacy of the proposed method is experimentally investigated using a 3 ? kW AC/DC converter.     

Self-tuning adaptive feedback linearizing output voltage control for AC/DC converter

This paper presents a cascade output voltage control law adopting the self-tuning adaptive inner and outer-loop controllers for a AC/DC converter modelled as a nonlinear system. The first contribution is to design the inner and outer-loop controllers updating their control gains to enhance the closed-loop performance, estimating unknown parameters. The second one is to show that the proposed inner-loop controller stabilizes not only current error dynamics but also output voltage dynamics viewed as internal dynamics. The effectiveness of proposed method is shown by performing experiments using a 3-kW AC/DC converter.     

交直流叠加电源的研制

为了运用电化学腐蚀法制备金属氧化物纳米颗粒,设计了一种有良好动态响应的可调频率的交直流叠加电源。该电源能够输出的最大峰值电压为30 V,允许流经的最大电流为10 A,方波频率为35~101 Hz。电源电路主要包括驱动电路、方波产生电路和直流叠加电路。此电源给出了主电路拓扑结构,分析了电路原理,并对其调频控制方法进行了阐述,给出了调频调压的结果。此电源应用于电化学腐蚀试验中,取得了很好的效果,得到了尺寸为30 nm的四氧化三铁颗粒。在用电化学腐蚀法制备金属氧化物纳米颗粒实验中表明了该电源具有较快的动态响应、频率可调节、稳定性高等优点。     

基于单周期控制的无桥Cuk PFC变换器的设计

针对功率因数校正变换器的电路结构含有低频整流桥导致效率很低的问题,Boost PFC变换器只能升压不能降压的特点,提出一种无桥Cuk PFC变换器,可以将高电压转换为低电压,并提高变换器的功率因数。针对变换器在输入电压的扰动抑制能力差、动态响应速度慢等问题,提出单周期控制方法提高变换器抑制输入扰动和动态响应速度。介绍了单周期控制的无桥Cuk PFC变换器控制方程推导和控制电路的设计,使用MATLAB/Simulink对变换器运行过程进行仿真,从结果可以看出单周期控制方法的无桥Cuk PFC变换器能够实现良好的功率因数校正,减少变换器的损耗,实现良好的电源干扰抑制。     

Use of model predictive controller in dual-loop control of three-phase PWM AC/DC converter

In the classical dual-loop voltage control scheme for an AC/DC converter, this paper proposes a simple stabilizing inner-loop model predictive controller (MPC) to regulate the output current and q-frame current to their references. The proposed MPC minimizes a cost function of the tracking error without any use of numerical methods using the specific property of the input matrix of the converter. It is shown that this MPC globally stabilizes the converter in the presence of input constraints. As the same manner of the classical dual-loop control scheme, PI controllers are adopted in the outerloop to regulate the output voltage while maintaining the maximum power factor. The simulation results show that the proposed inner-loop MPC considerably enhances the closed-loop performance despite the load changes.     

Reinforcement learning-based control of improved hybrid current modulated dual active bridge AC/DC converter

Neural Computing and Applications - The DC bus voltage of AC/DC converters is conventionally regulated by proportional plus integral (PI)-based controllers. However, such controllers can’t...