直流微电网双向AC/DC变换器鲁棒前馈控制策略研究

针对双向AC/DC功率变换器在直流微电网母线电压稳定性方面的问题,文中提出了一种结合LESO和滑模理论的前馈鲁棒控制策略。通过建立直流微电网三相AC/DC双向功率变换器的动态数学模型,架构了三阶线性扩张状态观测器,并将三阶LESO的观测值用于滑模控制器的设计。该控制策略能够在不需要额外电流传感器的情况下实现前馈控制,并确保系统具有良好的动态性能。该策略还能够有效降低滑模控制的实现难度,提高系统的鲁棒性。仿真分析验证了文中所提控制策略的有效性。     

复合电源双向DC/DC变换器R-S-T控制策略

为了提高复合电源双向DC/DC变换器工作过程中的动态特性,提出一种用于三通道交错并联双向Buck/Boost变换器的R-S-T控制策略.分析该变换器在Buck模态下工作过程,建立了交流小信号模型,得出控制变量到状态变量的传递函数,在此基础上设计了R-S-T控制器并对其进行参数整定.相较于传统的PI控制,R-S-T控制策略具有更好的动态和稳态响应特性,最后通过仿真和实验验证了此方案的正确性和可行性.     

Buck型变换器的线性化小信号补偿前馈控制

为减小由输入电源扰动引起的输出电压工频纹波,改善DC/DC变换器动态性能,根据平均变量建模思想,为电压型PWM控制的Buck型变换器建立连续导电工作模式（CCM）下统一的平均变量等效电路。分析等效电路并根据前馈控制的不变性原理提出Buck型变换器针对输入电压扰动的线性化小信号补偿前馈控制原理及实现方法,采用该方法的Buck型变换器可快速补偿输入电压扰动,加快变换器在输入电压扰动时的动态调节过程,显著减小输出电压中包括工频在内的低频纹波,改善变换器的动态性能。仿真研究结果验证了文中线性化小信号补偿前馈控制原理、方法及其分析的正确性。     

一种储能直流电源的前馈控制策略

以储能直流电源为研究对象,引入了一种前馈控制方法。首先,详细地介绍了传统闭环的缺陷,分析了引入前馈后的控制策略对电源外特性的影响;然后,对电路拓扑结构、控制算法和控制策略等进行理论分析,用DSP实现数字控制,之后进行实物研制;最后,基于全桥DC-DC变换器的拓扑结构,分析了双闭环控制策略无法提高开关电源外部特性的主要原因,研究了一种负载电流前馈控制的双闭环控制策略。该策略在电压和电流双闭环的基础上增加了一个负载电流补偿环节,其中电压环采用了PID控制,而电流环则采用了滞环控制,这种控制方式不仅能有效地提高电源的外部特性,而且能在不同的电压等级下获得高质量的直流输出。     

基于电压定向的光伏LVRT控制策略

为提高光伏发电系统的低电压穿越(LVRT)能力,提出了一种单级三相系统下的LVRT控制策略。该控制策略运用电压前馈并引入PI调节器,实现电流内环的解耦控制。在LVRT期间采用卸荷电路来稳定直流侧电压,并根据电网电压的跌落深度发出相应的无功功率,支撑电压的恢复。在Matlab/SIMULINK中建立了仿真模型,仿真表明该控制策略具有可行性。     

Buck变换器的分数阶仿真模型与混沌分析

基于电感和电容本质上是分数阶的事实,基于分数阶微积分理论结合改进的Oustaloup分数阶微积分滤波器近似算法,在Matlab/Simulink下建立了电流连续模式下的电压控制型Buck变换器的分数阶数学仿真模型和对应的电路仿真模型,通过仿真验证了该模型的正确性。基于建立的分数阶数学仿真模型研究了很少有文献研究的以参考电压和比例放大系数作为混沌控制变量的Buck变换器的混沌行为,得到了分别以参考电压、比例放大系数为变量的Buck变换器的V-I混沌相图。此模型可以对电压控制型Buck变换器的所有能导致混沌行为的7种情况进行仿真分析,利用此模型仿真分析了Buck变换器的阶数对系统动态响应过程的影响。该模型的建立方法也适用于其他DC/DC变换器的分数阶模型的建立。     

PLECS在DC/DC变换器中的应用

介绍了一种在Matlab/Simulink环境下快速模拟电力电子电路的仿真工具——分段线性电气电路系统(Piece-wise Linear Electronic Circuit System)。通过与其它仿真工具进行比较,分析了Plecs的特点,并介绍了其主要模块。该工具具有仿真速度快、功率半导体元器件理想化和参数设置灵活的特点,非常适合于DC/DC变换器仿真研究。利用Plecs工具,以Buck变换器为例,对DC/DC变换器进行了建模及仿真分析。建模过程及仿真结果表明该仿真工具简便直观、高效快捷和准确性高,为DC/DC变换器的仿真分析提供了一种新方法。     

可提高Buck型DC/DC转换器带载能力的斜坡补偿设计

提出了一种新颖的可提高Buck型DC/DC转换器带载能力的斜坡补偿设计。针对电流模DC/DC转换器在大占空比下的不稳定性,以及采用斜坡补偿后系统带载能力下降等问题,通过产生分段线性斜坡补偿信号并进行箝位,既保证了系统的稳定性,又提高了系统的带载能力。该电路基于0.5μm CMOS工艺设计,在不同的温度与电源电压下,经Hspice仿真验证,达到设计目标。     

基于TMS320F28335的恒流型馈能式电子负载的设计

针对电源设备出厂老化测试电能浪费问题,设计了一种基于TMS320F28335DSP的恒流型馈能式电子负载。描述了一种原边带箝位二极管的ZVS移相全桥变换器的工作特点,采用了一种简便易行的移相波形数字控制方法 ;基于DC/DC电压前馈、DC/AC电压电流双环控制方法,研制出一台3.5 kW试验样机。实验结果表明:该系统性能稳定、调节速度快,能很好地满足测试老化及馈网要求。     

电动汽车隔离型DC/DC辅助电源模块的可靠性设计

提出一种新型的电压前馈补偿的准谐振、零电流开关DC/DC变换器电路设计方案,并对DC/DC辅助电源模块电路拓扑结构的进行论证和选择,运用电磁兼容性(EMC)设计方法,研制并开发电动汽车用隔离型DC/DC辅助电源模块。     

一种无需ADC的变步长反馈DC-DC 转换器数控方式

数控DC-DC变换器由于其自身的特点,易于与数字系统进行单片集成.DC-DC的数字控制算法有很多种,其中比较复杂的算法(如PID)需要在片内集成ADC,增加了设计难度.较为简单的控制方案只使用单一的比较器作为反馈输入部件,但动态性能较差.本文在已有的单比较器恒定步长反馈数控Buck转换器的基础上,提出了一类变步长反馈的方案.由于仍使用单比较器或窗口比较器,它的结构简单且易于集成.它借鉴了对分搜索的思路,能根据输出电压反馈的结果动态地改变占空比的变化步长,从而明显地提高了原有恒定步长反馈数控变换器的动态性能.     

基于DC/DC变换的逆变技术的研究

传统逆变器结构简单、技术成熟,但由于自身拓扑结构的不足使其存在开关损耗大、输出滤波要求高、输出交流幅值受电源电压限制、开关状态转换时可能出现直通短路等缺点。基于Buck的DC/DC变换器由于本身拓扑结构的优势,有效避免了传统逆变器的这些问题,进一步提高了效率。简要介绍了现有基于DC/DC变换器的逆变电路拓扑,并分析了各自拓扑结构的优缺点及相应的控制方式。     

Adaptive output voltage tracking controller for uncertain DC/DC boost converter

This paper presents a cascade output voltage control strategy for an uncertain DC/DC boost converter adopting an adaptive current controller in its inner loop. Considering the non-linearity, load uncertainties and parameter uncertainties of the converter, the proposed controller is designed following the conventional cascade voltage controller design method. The proposed method makes the following three contributions. First, a coordinate transformation is introduced for the inner loop, enabling avoidance of the singularity problem caused by the estimates of uncertain parameters. Second, a slight modification to the adaptation law is performed to guarantee closed-loop stability in the presence of the time-varying component of the load current. Third, the outer-loop controller is devised such that its performance can be adjusted without any parameter information. The closed-loop performance is demonstrated through simulations and experiments using the DSP28335 with a 3 kW DC/DC boost converter.     

降压型变换器的分叉及其混沌行为的研究

针对DC/DC开关变换器存在的非线性混沌现象,利用时间离散映射方法,导出了DC/DC Buck变换器的精确离散模型,研究DC/DC Buck变换器分叉和混沌现象动态演化过程。分析DC/DC Buck变换器的稳定性,最后通过仿真验证了系统的分叉和混沌行为。研究结果表明要使DC/DC Buck变换器工作于稳定状态,可以利用控制电压反馈系数的方法预防和消除分叉及混沌现象的发生。     

基于8位微控制器的参数自调整模糊控制DC/DC变换器

提出了一种基于8位微控制器实现的用于控制DC／DC变换器输出电压的参数自调整模糊控制方法。用参数自调整的策略来优化常规模糊控制器，提高了DC／DC变换器的控制性能。实验结果表明，所提出的新控制方法不仅具有良好的控制性能，而且容易用成本较低的8位微处理器来实现。     

基于单神经元PID控制的DC／DC变换器研究

DC／DC变换器是一种强非线性电路。电路的电气参数存在不确定性,负载性质也是多变的。主电路的性能必须满足负载大范围的变化,同时它还具有离散和变结构的特点,所有这些使DC／DC变换器控制器的设计较为复杂。由于传统的控制方法是基于线性系统理论,所以应用于DC／DC变换器中并不能获得理想的动态性能。文中针对DC／DC变换器的特点以及单神经元网络具有出色的知识抽取与学习能力及较强的控制鲁棒性。在现有的控制和建模方法的基础上,将神经网络控制策略引入DC／DC变换器,构造了一种基于单神经元的DC／DC变换器的新型控制方法。     

灵活直流环节型全软开关逆变器

本文提出了灵活直流环节型全软开关逆变器.其主要贡献如下:(1)给出了以Buck电路为直流环节的全软开关逆变器;(2)给出了最小电压、电流应力的全软开关Buck型DC-DC变换器的理论分析;(3)给出了这种逆变器的控制策略.仿真结果和实验结果(2.7kW)证明了这个电路优于谐振型直流环节型逆变器.     

高性能双向DC-DC变换器设计

设计一种由单片机控制的高性能双向DC-DC变换器,摒弃传统变换器升降压电路分开设计的思想,采用升降压为一体的拓扑结构,以5节锂电池为研究背景进行设计。主控芯片采用STC12C5A60S2型单片机,选择带自举功能的半桥驱动器IR2104对MOSFET进行增强型驱动,实现稳定开通与关断。系统可对充、放电的电流与电压进行实时采集和显示,并可通过按键对回路电流进行控制。系统总体结构简单,易于控制,采用同步整流大大提高变换效率,且成本低。样机测试中,电流波动小,电压稳定性高,应用于实验室的小型直流电机驱动电路中,运行效果良好。     

基于LM5117P的降压型直流开关稳压电源设计

降压型直流开关稳压电源是一种单向DC-DC变换器,实现稳定直流降压功能.本系统采用同步降压控制器LM5117P作为电路控制核心,以同步Buck电路作为降压主电路,通过闭环回路反馈设计以及芯片本身的精准采样,将输入电压16V降为5V恒压输出.     

一种新型DC/DC变换器实验系统开发

为强化DC/DC变换技术的实践教学,基于多绕组变压器和反激电路原理,开发一套DC/DC变换器教学系统。设计变换器的拓扑结构,分析工作原理及控制策略,计算变换器系统参数,建立数字仿真模型,设计变换器主电路、输出电压采样电路、开关管驱动电路等来搭建变换器实验平台。实验教学应用表明,该变换器实现宽输入/输出电压范围功能的同时,能够提高学生的电力电子技术综合实践能力。