BiCMOS相移谐振PWM控制器UCC3895在DC-DC变换器中的应用

本文阐述了PWM型直流变换器存在的主要问题及其解决办法,介绍了BiCMOS相移谐振PWM控制器UCC3895的主要特点、功能框图、管脚功能以及由其控制的谐振型DC-DC功率变换器的工作原理.     

PWM变换器在矢量旋转坐标系下比例谐振控制策略及其鲁棒性设计

提出基于矢量旋转坐标系选取合理的电感电压矢量进行脉宽调制(pulse width modulation,PWM)变换器调制的方法,建立扇区位置计算和最优开关状态判定规则,从而取代传统空间矢量调制中派克变换及dq坐标系下非线性、强耦合特性,省去锁相环(digital phase-locked loop,PLL)相角实时检测与前馈解耦等环节,并给出对此调制方式的实现方法。针对产生的电流误差矢量消除,提出优化的内环电流矢量旋转比例谐振控制器,利用零极点匹配与抵消法对控制器进行配置,探讨控制器各参数与系统鲁棒性的关联规律,借助零极点簇云图和频域响应特性提供系统稳定性判据,明确变换器控制系统参数整定和鲁棒性设计的一般方法,并采用脉冲响应周期延拓映射法离散化实现。通过仿真和实验验证所提出基于内环电流比例谐振控制器的矢量旋转坐标系调制方式的有效性及正确性,电流环基本实现零稳态误差快速跟踪,电能质量得到明显改善。     

双馈风力发电系统双PWM变换器比例谐振控制

在双馈风力发电系统功率变换器及发电机数学模型的基础上,结合比例谐振(proportional resonant,PR)控制器的特性,提出了双脉宽调制(pulse-width modulation,PWM)变换器PR控制策略。该方法充分利用了PR控制器能够在静止坐标系下对交流输入信号无静差控制的优势,将矢量控制策略下的有功电流和无功电流分量转换到静止坐标系下进行调节,实现网侧变换器维持直流电压稳定和调节功率因数的控制任务和双馈电机有功、无功功率的解耦控制,与传统的双闭环PI控制相比,该策略无需繁琐的坐标旋转变换,不存在受温度及电路参数影响的耦合项和前馈补偿项,且易于实现对系统低次谐波电流的补偿,减小了控制算法实现难度,提高了控制系统的鲁棒性和电网电能质量。     

三种谐振型PWM软开关变换器的比较

从拓扑结构、开关损耗及电压电流应力等几方面对三种谐振型ＰＷＭ软开关变换器进行比较。     

谐振开关电容变换器新型PWM控制策略

谐振开关电容变换器（Resonant Switched Capacitor converter RSCC）具有零电流开关的优点，但其输出电压的调节能力差。为了控制谐振开关电容变换器的输出电压，该文提出一种新型的PWM控制方式，它通过调整开关电容的充电时间（放电时间固定不变）来控制输出电压，使输出电压在输入电压和/或负载变化的情况下基本保持恒定。而且大部分开关器件仍保留零电流开关特性，因此具有开关电流应力低、EMI小等优点。该文以一个降压式谐振开关电容变换器为研究对象，详细分析了其工作过程和稳态特性，并制作了一台12V/5V/2A的实验样机控制系统，验证了该PWM控制方法的正确性和可行性。     

电流控制型PWM开关变换器的稳定性研究

给出了峰值电流控制模式稳定性的数学证明，提出了驱动脉冲宽度稳定性概念。结合控制芯片的频率特性，对平均电流控制模式的稳定性进行了研究，提出了最佳补偿网络的概念，得出了几个简洁的理论公式，为电路设计提供了完整的理论根据。     

一种适用于机车PWM整流器的比例积分-谐振电流控制器设计

随着宽禁带开关器件的发展,机车中PWM整流器的开关频率逐渐提高,并网滤波器的电感和体积可随之减小,此时PWM整流器的电流控制不仅要对基波电流快速响应,也需要快速抑制直流偏置和由牵引网谐波电压造成的谐波电流.该文选用比例积分(PI)和多个矢量比例积分(VPI)控制器分别控制直流信号和基波、各次谐波交流信号.但是由于各控制器的增益相互耦合,共同影响系统的动态性能,传统增益设计方法很难应用.因此基于Nichols图提出一种增益设计方法,将增益设计转变成最小幅值裕度和相位穿越频率设计,实现增益的解耦;通过优化调整时间和超调选取最终参数,优化动态响应,并通过实验验证,使用该设计方法调优后的系统拥有良好的稳定性、动态性和鲁棒性.     

比例谐振控制器在空调风机降噪技术中的应用研究

针对空调风机运行过程中磁场畸变和逆变器非线性因素导致的振动噪声问题,提出一种基于比例谐振控制器的降噪技术.首先对永磁同步电机的谐波电流进行了分析,研究了在同步旋转坐标系下的PI控制器上并联比例谐振控制器(PR控制器)实现对电流谐波抑制的原理,同时推导了PR控制器在时域下的模型和公式.通过采用在控制程序中实时计算PR控制器参数的方法,提出并验证了PR控制器的在空调风机中的谐波及噪音改善方案,最后通过实验测试对比验证了该方法对谐波抑制和噪音异音点消除的有效性.     

基于CLLC谐振变换器的三级电源变换器单元设计

三级电源变换器因其具备丰富特性而备受青睐.介绍了一种单相三级电源变换器单元的主要设计过程,包括独立控制的输入整流器、中间隔离CLLC谐振变换器以及输出逆变器三个模块.整流及逆变模块均引入比例谐振控制,采用单极性倍频调制.CLLC谐振变换器高频工作实现了开关管的软开关.在Matlab/Simulink中搭建各个模块并集成...     

新型相移谐振PWM控制器UCC3895及其应用

UCC3895是一种新型的相移谐振DC／DC变换PWM控制器，它保留了UC3875和UC3879的功能，增加了自适应延迟时间设置及其他增强的逻辑功能，且采用BCDMOS工艺制造，使得整体性能优于UC3875和UC3879，是未来DC／DC变换器的一种较理想的控制芯片。介绍了UCC3895的性能及应用中需注意的特点。     

一族基于改进型零电流开关单元的PWM变换器

提出一种改进型ZCS-PWM开关单元。该开关单元能在整个变换范围内实现所有有源开关管的零电流开关(ZCS)和所有无源开关管的零电压开关(ZVS),而且通过无源钳位电路彻底地消除了所有开关管的电压尖峰,并使得所有开关管的电流应力都很小。详细分析了基于该开关单元的Boost变换器,研究结果验证了这种零电流开关技术的可行性,最后得出了基于该开关单元的一族变换器。     

无源软开关技术在PWM变换器上应用的性能比较

将无源软开关(PSS)技术应用于DCDCPWM变换器上可以解决硬开关电路的缺陷。应用于DCDCPWM变换器的PSS技术有多种类型。在电感电流连续模式(CCM)的PWM变换器中工作的电力电子器件的开关状态最恶劣,要求PSS技术能使电力电子器件的开通与关断都处于软开关状态。为此,建立了PSS技术的性能评价体系,在大量实验数据的基础上,利用此体系结合理论分析对4种典型的PSS技术进行客观评价,以便于PSS技术的推广和应用。提出的PSS技术性能评价体系是一个具有实际意义、能对电路性能特性进行评价的工具。     

PWMBuck变换器的起动过程

本文通过建立变换器中电感电流包络的微分方程,对电感电流连续工作模式下的闭环PWM Buck开关变换器的起动过程进行了研究。在连续导电模式下,变换器在起动时输出电压有时会出现振荡和过冲现象。文中推导出了存在振荡和过冲现象的条件、振荡频率、过冲电压的发生时刻和过冲电压的最大值。最后采用PSPICE仿真验证了理论分析的正确性。     

一种基于比例谐振控制的三相四线PWM整流器研究

对于三相四线制整流器系统,当电网电压和负载电流不平衡或者存在畸变时,应用d-q坐标变换后,传统的基于比例-积分（PI）控制器的矢量控制系统无法获得零稳态误差.鉴于比例-谐振（proportional-resonant）控制器在交流信号输入调节上具有良好的性能,本文提出了基于比例-谐振（PR）控制器来实现三相四线PWM整流控制策略,简化了控制系统的结构,在输入电压畸变以及不平衡情况下能实现电压跟踪运行.针对串联电容均压问题,本文从理论上分析了两组电容电压不平衡的原因,提出了相应的抑制方法.最后在MATLAB上建立了相应的仿真模型,仿真结果表明该控制方法有效性.     

抛物线PWM电流控制稳定性分析

抛物线脉宽调制（pulse-width modulation,PWM）电流控制方法采用一对特定的抛物线函数曲线,以控制电压型变换器电流跟踪误差的正负峰值和PWM开关时刻,实现与滞环控制相媲美的高精度、快速电流跟踪控制,并能保持开关频率基本恒定。但该方法也存在与峰值电流控制类似的动态稳定性问题。从理论上详细分析抛物线PWM电流控制方法在各种工况下的动态稳定性以及影响稳定性的因素,导出PWM占空比与稳定性及动态调整时间之间的关系,结果表明：抛物线法电流控制满足全局动态稳定性条件。仿真和实验结果验证了上述结论的正确性。     

三相抛物线PWM电流控制解耦方法(方法I)

抛物线脉宽调制(pulse width modulation,PWM)电流控制方法具有与传统滞环控制相媲美的高精度、快速电流跟踪控制性能,并能保持开关频率基本恒定,可广泛用于各种电压型功率变换器。但是现有文献仅给出了单相抛物线PWM电流控制方案,并未涉及如何用于三相三线变换器。该文利用叠加原理,将三相三线系统等效为虚构的三相四线系统与虚构的零序系统之和,提出一种三相抛物线PWM电流控制解耦方法,该方法通过3个独立的单相抛物线PWM电流控制器对虚构的三相电流进行控制,间接实现三相三线变换器实际电流的高精度快速跟踪控制。仿真和实验结果验证了该解耦控制方法的可行性和有效性。     

适用于电压型变流器的新型间接电流控制方法

为了克服变流器传统的相位幅值控制方法的不足,更加可靠、有效地实现功率因数校正,改善电流波形,推导出一种只需检测直流输出电压便可适用于电压源型双向脉宽调制PWM变流器的新型控制方法。该方法依据传统的相位幅值控制原理,对PWM整流器输入电流进行开环控制,开关机理清晰,控制简单,所需成本低,有一定的实用价值。系统仿真和实验验证了该方法的有效性。     

多端MMC直流输电系统的优化设计方案及比较

模块化多电平换流器(MMC)是柔性直流输电领域中具有广阔应用前景的换流器拓扑。在交流侧电压相对较低时,可以通过对换流器子模块数量的优化设计,降低所需的级联子模块数目,并可以使换流器直接接入较低电压等级的交流电网。这种优化设计方法也为柔性直流输电系统的工程方案设计提供了多种选择。文中结合±160kV/200MW的三端柔性直流输电示范工程,给出了多种系统的工程设计方案,并对各种方案的特性和主要参数进行了分析比较,提出了实际工程中MMC优化方案的设计选择原则。     

基于模块化多电平变流器的轻型直流输电系统

对一种新型的模块化多电平变流器(MMC)在轻型直流输电系统(VSC-HVDC)中的应用进行了研究.首先建立了MMC系统的数学模型,提出了适用于MMC系统的快速脉宽调制控制方法、模块电容电压平衡控制策略以及降低器件开关频率的方法.对于系统级控制,提出了基于MMC的VSC-HVDC输电系统非线性控制器,包括有功功率和无功功率解耦控制器,以及直流侧电压控制器.通过PSCAD/EMTDC仿真软件对所提出的模型和控制方法进行了验证,证实了其可行性和有效性.     

基于双PWM换流器的微型燃气轮机系统仿真

根据单轴微型燃气轮机和永磁同步发电机特点,建立了使用双脉宽调制（PWM）换流器的微型燃气轮机发电系统动态仿真模型。为控制交直交变换器中电容电压和提高微型燃气轮机控制系统响应速度,模型中采用了参考负荷功率的PWM恒压控制方式。与采用二极管整流装置的微型燃气轮机系统相比,该模型可对永磁同步电机转矩和整流器直流电压进行协调控制,使得系统充分利用负荷功率变化的信息。仿真结果表明,该模型能够在负荷发生较大变化时满足负荷电压和功率的需要,并能够减小变换器间直流电压波动以及对直流电容的容量需求,使整个微型燃气轮机发电系统承受负荷冲击的能力大大提高。