采用平均法的含输入滤波器电压型Buck变换器稳定性分析

输入滤波器与DC-DC变换器之间的相互作用是分布式电源系统中的一个常见问题。基于平均模型,研究含有2阶输入滤波器和电压型Buck变换器的级联系统稳定性问题。结果表明,输入滤波器对后级Buck变换器稳定性具有双重效果,即根据阻尼电阻Rf的不同,可以扩大或减小独立运行的Buck变换器稳定运行的参数范围。当PI控制器的参数选择在扩大了的稳定性参数范围内, 阻尼电阻Rf的极端增大或减小都会引起系统的低频振荡。这种情况下,现有的阻尼电阻设计标准将不再适用。电路实验验证了理论分析的结果。     

基于Buck—Boost的超级电容均压电路研究

超级电容器作为一种新兴的储能元件,已在新能源发电场合及能量反馈回收系统中得到了广泛应用。然而超级电容器串联均压问题制约了其发展应用,本文采用Buck—Boost均压电路,将均压电路中的电感作为2个电容之间能量转移的媒介,以完成2个电容组的均压。对于控制电路部分,本文采用一种变滞环宽度恒频的滞环电流控制方法。该方法在保留滞环控制响应速度快、稳定性好等一系列优点的同时,克服了其开关频率不定的缺点,并通过仿真验证了原理方案的正确性。     

输入输出共地型三电平Buck/Boost变换器飞跨电容电压自平衡分析EI北大核心CSCD

输入输出共地型Buck/Boost变换器中飞跨电容的平衡机理是变换器正常运行及飞跨电容电压控制的关键。在实际应用中,飞跨电容虽然具有一定的自平衡作用,但是其平衡能力与多种因素有关。在现有的文献中,针对Buck/Boost变换器飞跨电容的自平衡能力与哪些因素相关的问题尚未有深入的分析。因此,基于输入输出共地型Buck/Boost变换器,建立高次谐波模型,定量分析飞跨电容具有自平衡能力的原因;在谐波模型基础上,更进一步分析驱动误差、变换器回路交流阻抗、母线电容、负载电阻及飞跨电容对于飞跨电容平衡能力的影响,指出变换器回路交流阻抗是实际应用中飞跨电容具有自平衡能力的主要因素。最后,在实验平台上对相关分析进行实验验证。     

采用耦合电感的Buck/Boost集成型三端口直流变换器

新能源联合供电系统中,多端口直流变换器可代替原有多个分立变换器,以简化系统结构、降低成本。针对大电流应用场合,提出一种采用耦合电感的Buck/Boost集成型三端口直流变换器,通过电感交错并联使桥臂结构一致,同时实现电流扩容与纹波抑制,将两电感反向耦合,进一步改善变换器性能。文中给出其拓扑结构与控制策略,讨论其工作原理,重点分析了电感电流脉动、开关管软开关实现范围及开关管电流有效值与耦合系数的关系,并通过一台1kW的原理样机进行了实验验证。     

双管 Buck鄄Boost 变换器的带输入电压前馈 双闭环控制策略

针对宽范围输入的双管 Buck Boost 变换器,在 Buck 和 Boost 两模式之间进行切换和输入电压发生波动 时,电感电流和输出电压存在较大波动的问题,提出了带输入电压前馈的两模式平均电流控制策略。 该策略通 过将具有电压电流双闭环结构的平均电流控制与单载波-双调制的调制方法相结合,来提高变换器的动态响应 性能,实现变换器两模式的自动近似平滑切换,同时对电感电流进行有效控制,保护设备安全。 为了克服传统 双闭环前馈函数实现和化简困难的缺点,提出将输入电压前馈引入电流内环从而大幅提高了变换器的输入动 态响应性能。 最后建立了 MATLAB／ Simulink 仿真模型和硬件试验平台,验证了所提控制方法的有效性。     

一种半周期SVPWM控制的三相双向双Buck/Boost变流器

三相AC/DC变流器广泛应用于中高功率场合,传统的三相桥式拓扑上下桥臂功率管直接相连,存在直通问题,需要在驱动信号中加入死区,导致大量低次谐波的产生。三相双Buck/Boost拓扑克服了上下桥臂的直通问题,无需设置死区,大大减小了交流侧的电流谐波。分析三相双Buck/Boost变流器的工作模态,定义半周期冗余开关信号,论证屏蔽冗余开关信号的必要性,讨论整流、逆变双向切换及半周期控制的过零畸变问题,并提出改进的半周期双向空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)控制策略,通过仿真与实验验证理论分析的正确性。     

基于Matlab的PFC Boost变换器仿真研究和实验验证

介绍了平均电流控制型PFC Boost变换器的结构,分析了其工作原理.分别采用Power System工具箱和考虑电感电流断续工作状态的C-MEX文件S函数建立了主电路模型,对平均电流控制型PFC Boost变换器进行了仿真.仿真结果表明,与Power System工具箱模型相比,基于C-MEX文件的S函数仿真模型能够准确仿真电流断续工作状态,仿真速度快.设计了电路样机进行了实验研究,仿真结果与实验结果一致,证明了该方法的正确性.利用该方法可以高效地仿真研究系统结构和参数变化时性能变化情况,得到的平均电流控制型PFC Boost变换器的混沌分岔图,为更好地理解和设计这种变换器提供了有利的工具.     

一种基于混合Buck/Boost电路的两级式逆变器功率解耦方法研究

针对传统两级式逆变器由于输入输出功率不平衡所带来的二次功率扰动问题,提出了一种六开关的混合Buck/Boost电路,并联在逆变器交流输出侧进行功率解耦,从而抑制母线电压和直流侧电流中的二次纹波,并将大电解电容替换成小容量和长寿命的薄膜电容。混合Buck/Boost电路可以处理双向变化的脉动能量,通过脉冲能量调制法(Pulse Energy Modulation,PEM)计算每个开关周期的开关占空比,实现对脉动功率的解耦控制。分析了混合Buck/Boost电路的四种工作模式,推导了PEM控制原理。使用Matlab/Simulink平台搭建仿真模型进行验证,结果证明了方法的合理性和有效性。     

一种基于Buck/Boost电路的新型微逆变器功率解耦电路

针对微逆变器中存在的二次功率扰动问题,提出了一种新型四开关功率解耦电路。详细分析了基于Buck/Boost电路的新型功率解耦电路的4种工作模式,推导了采用脉冲能量调制控制策略原理,并对电路关键参数进行设计。该电路并联在逆变器交流输出侧,不仅能够明显抑制母线电压和直流输入侧电流中的二次纹波,而且可以将大电解电容替换成小容量长寿命的薄膜电容。最后,仿真实验验证了该拓扑的有效性和合理性。     

一种带纹波抑制的交错并联Buck/Boost变换器轻载效率研究

非隔离型交错并联双向Buck/Boost变换器普遍存在轻载效率低的难题。以多相交错并联Buck/Boost变换器Boost模式为研究对象,分别对其工作在DCM和CCM模式下的功率损耗进行综合性分析研究。根据变换器轻载运行时降低频率可以提高效率的原则,提出最优化调频原则,对其不同负载下开关频率进行调整,以达到提高效率的目的。针对降低频率会带来纹波恶化的缺陷,将磁集成技术应用到交错并联双向Buck/Boost变换器,有效改善通道电感电流纹波及输出电压纹波,并给出磁集成后滤波电容优化设计原则,以最大程度减小损耗,提高轻载效率。最后通过仿真和实验验证了理论分析的正确性,为交错并联双向Buck/Boost变换器轻载效率优化提供了新的理论依据,推动了全负载高效率双向Buck/Boost变换器的设计实现。     

多重化双向Buck/Boost变换器控制策略仿真研究

多重化双向Buck/Boost变换器常作为能量交换接口用于储能系统中。采用基本建模法对三重化双向Buck/Boost变换器建立交流小信号模型,基于变换器的开环特性,设计了电压、电流补偿网络,在此基础上提出一种新的基于前馈校正的复合双闭环控制策略。为验证所提控制策略的正确性进行了MATLAB仿真研究。仿真结果表明:该控制策略可为三重化双向Buck/Boost变换器提供良好的动、稳态性能,同时对大范围的负载变化等扰动均具有很好的鲁棒性。     

电流断续状态下Boost变换器建模与仿真

为了辅助升压变换器(Boost变换器)在应用中的设计,分析了电流断续状态下Boost变换器的工作过程,建立了这种状态下的Boost变换器非线性数学模型,在结合二进制逻辑变量,建立了S im u link模块下的变换器仿真模型,研究表明仿真结果与理论分析结果一致,证实了模型的准确性和可行性,这种逻辑与模拟结合的简明通用的模型可以高效辅助Boost电路设计并为参数优选打下了基础。     

一种降压/升压式开关电容AC-AC变换器设计

提出了一种新型降压/升压式开关电容AC-AC变换器,能够实现电压增益为1/4或4的交流变换。阐述了变换器的主电路拓扑结构,分析了在低频和高频条件的基本工作原理,并根据变换器的等效内阻公式给出了等效电路模型。为验证理论分析的正确性,搭建了一台功率等级为500 W开关频率为50 k Hz 220 V/55 V的实验样机,实验结果验证了理论分析的正确性。     

不连续电感电流状态下Buck变换器的建模

在基于状态空间平均法的基础上,采用电感与开关相结合的平均线性模型,分析了d2的扰动对系统的影响,得出工作在不连续电感电流（DCM）下的Buck变换器的平均模型。通过理论论述、仿真和实验验证,证明该模型可以较真实地描述系统。     

双Buck/Boost集成双有源桥三端口DC-DC变换器

在传统的双有源桥变换器的基础上集成两个双向Buck/Boost电路,提出了一种双Buck/Boost集成双有源桥三端口DC-DC变换器,该变换器实现了桥臂开关管的复用,提高了功率密度。以光伏-蓄电池混合发电系统为例对该变换器拓扑进行分析,采用移相+PWM进行控制,通过控制移相角实现输入与输出端口间功率传输,通过调节占空比来匹配输入端口电压等级,以实现光伏端口的最大功率点跟踪和平衡蓄电池端口的能量传递。分析了该变换器的工作原理、稳态与软开关特性,该变换器较大程度地改善了传统移相控制下DAB在移相角较小时的软开关条件,使得在宽工作范围内能够实现所有功率开关管的软开关。最后建立300W实验样机进行方案验证。     

伪连续导电模式Buck变换器的动态参考电流控制策略

为了提高工作于伪连续导电模式(PCCM)的Buck变换器的效率和瞬态响应速度,提出了一种新型动态参考电流(DRC)控制策略。DRC控制方式通过采样Buck变换器的电感电流信号和负载电流信号,并将两者进行加权平均,获得电感续流的动态参考电流信号。与传统恒定参考电流控制的PCCM Buck变换器相比,DRC控制的PCCM Buck变换器通过反馈负载电流提高了电路的轻载工作效率以及轻载时的输出电压纹波。通过引入电感电流信息和负载电流信息提高了电路的动态性能。仿真与实验结果均验证理论分析的正确性。     

同步整流Buck变换器断续工作模式建模分析

作者运用能量守恒原理 ,考虑电感电流的纹波和开关器件的导通损耗 ,把非理想功率开关等效为理想开关与开通电阻的串联 ,理想开关由受控源替代 ,推导了同步整流Buck变换器在断续工作模式下的大信号平均模型、DC和小信号电路模型 ,导出了开环传递函数 ,进行了计算机仿真分析 ,结果令人满意。该建模分析方法的优点是考虑了电感电流的纹波和变换器的寄生电阻 ,模型直观、物理意义清晰 ,具有实用价值     

Lyapunov模式控制Buck变换器

探索了开关功率变换器的Lyapunov模式非线性控制策略。以Buck变换器为例,构造了含有电容电压误差项、电感电流误差项及其积分项的三项式Lyapunov能量函数,导出了满足系统稳定收敛的控制方程。通过引入积分复位控制电路和简化的电压外环控制电路,构建出Lyapunov模式控制的等效模拟控制电路,基于系统线性化模型给出了控制参数的选取以及系统性能分析。最后给出仿真和实验结果验证了所提控制策略的有效性。