并联Boost变换器的非线性及其控制技术研究

文中在理论和实验上研究了并联峰值电流控制Boost变换器的非线性现象[1],变换器没有电压控制回路,只关注其在电流控制模式下的分岔与混沌现象。研究并联Boost变换器在参考电流和输入电压一定时,且电感电流工作在连续模式下可能产生的分岔与混沌现象。为了消除并联Boost变换器出现的混沌现象,文中提出了一种斜坡补偿控制策略,通过验证新策略具有较好的抑制混沌效果和鲁棒性。     

电流模式控制Boost变换器中的呼吸现象

本文揭示了在电流模式控制Boost变换器中,由于存在内部或外部耦合电路引起的传导和辐射干扰,使得有可能产生呼吸现象,这是一种以较长的周期按顺序交替历经规则、分谐波和混沌状态的时间分叉现象,在功率变换电路中是一种非正常的工作状态.可以通过建立具有固定初相位的模拟干扰信号,并使其频率与变换器的开关频率相同,以便将呼吸现象(时间分叉)转换为参数分叉,并从分叉控制的角度来对这种呼吸现象进行合理解释和理论分析,从而给出变换器稳定设计的理论依据.理论分析结果与数值仿真是完全一致的,另外,在电路实验中也得到了印证.     

参数微扰方法对Boost变换器的混沌控制

该文使用参数微扰方法控制电流控制模式Boost变换器在连续电流模式下产生的混沌行为。文中利用离散模型确定了系统运行的混沌区域,并在设计控制环时作了适当的简化,以利于实现。仿真分析和实验都显示,这一方法对于开关电路是有效的。电路的稳定被重新建立,并在此基础上进一步扩大了变换器的工作范围,文中还分析了噪声在控制中的影响。     

峰值电流模式非理想Boost变换器建模

应用能量守恒法建立了非理想Boost变换器的小信号模型,在该电路拓扑结构的基础上引入了峰值电流模式控制,并进一步推导出含有斜坡补偿的情况下电路等效功率级的精确模型,该模型具有更高的精度;然后以峰值电流模式Boost变换器为基础,针对该电路存在的缺点设计了电压控制器补偿网络,使得补偿后的系统具有更好的稳定性,并通过MATLAB软件仿真验证了该方案的优点和利用价值.     

DC-DC Boost变换器混沌现象研究

以DC—DC Boost变换器为例,理论分析,依据状态方程建立仿真模型,通过Matlab仿真,揭示了不同参数下的动力学行为特征,考察其通向混沌的道路,并对仿真结果进行了分析。     

用于峰值电流模Boost变换器的瞬态响应优化电路

为了提高瞬态响应速度,提出了一种用于峰值电流模PWM控制Boost变换器的瞬态响应优化电路。传统峰值电流模Boost变换器的带宽因受限于右半平面零点而限制了负载阶跃时的瞬态响应速度。该优化电路根据输出电压信号来输出自适应瞬态增强电流信号,优化了变换器的瞬态响应特性。采用0.18 μm BCD工艺对电路进行仿真验证。结果表明,负载电流从1 A变化到200 mA时,负载阶跃恢复时间从65 μs减小到50 μs;负载电流从200 mA变化到1 A时,负载阶跃恢复时间从46 μs减小到33 μs。     

基于Simplorer的Boost变换器非线性研究

主要研究了电流控制模式Boost变换器的非线性现象,详细推导了电路的迭代映射公式,并通过MATLAB编程计算得到混沌图,同时建立Simplorer电路仿真模型,通过电感电流波形图和相图对三种不同电路状态进行分析和比较。为变换器的分析提供了另外一种有效的方法,并揭示了Boost变换器的非线性本质,为变换器的分析、混沌控制和反控制奠定了基础。     

Boost变换器分岔点的李雅谱诺夫指数研究

文中根据电路参数结构、控制结构、运行状态,将基本变换器Boost分为一维离散映射和二维离散映射,系统地分析了混沌Boost变换器李雅谱诺夫指数的计算方法,由此提出相应的李雅谱诺夫指数计算流程,并具体计算出它们的李雅谱诺夫指数,由此分析了它们进入混沌状态的特点,比较了它们的李雅谱诺夫指数图形的差异,从而为深入了解混沌DC-DC变换器的运行规律提供了一个基本方法。     

通信电源中Boost变换器的混沌现象控制

混沌的发生是一种内在随机行为.在通信电源系统中电流控制模式开关变换器作为一种强非线性开关电路,同样也存在混沌现象.尽管开关变换器中混沌状态的存在通常不会造成破坏性的危害,但是对于可靠性要求很高的通信电源系统来说,变换器工作于混沌状态是一种不稳定的现象.在不连续运行模式条件下,基于建立了分析电流反馈型Boost变换器中的分岔行为和混沌过程的分段离散迭代映射方程,得到了以输入电流I为参数的分岔图和相图.在考虑对扰动参数的调整基础上,提出了一种基于Logistic映射调制的参数共振扰动控制方法.     

高升压比交错并联Boost电路的分析

文章分析了传统Boost电路在实际应用中存在的问题,提出了一种改进型的交错并联Boost电路。在电感电流连续模式下,根据占空比大于或小于0.5的情况,详细分析电路的工作过程,推导了稳态情况下输出输入电压关系式,最后通过仿真验证了理论分析的正确性。     

电流控制模式Boost电路分岔的数值分析

研究了电流模式下Boost DC/DC变换器,以电感电流作为分岔参数的分岔混沌现象,通过数值计算得出不同电容值下的分岔图,从而验证了理论分析的可靠性。     

Inductor Current Sampled Feedback Control of Chaos in Current-Mode Boost Converter

A chaos control strategy for chaotic current-mode boost converter is presented by using inductor current sampled feedback control technique.The quantitative analysis of control mechanism is performed by establishing a discrete alterative map of the controlled system.The stability criterion,feedback gain,and corresponding critical duty ratio are obtained from the eigenvalue of the map.The simulation results verify the t heoretical analysis results of the control strategy.     

Dynamical Analysis of Nonlinear Bifurcation in Current-Controlled Boost Converter

Based on the bifurcation theory in nonlinear dynamics, this paper analyzes quantitatively period solution dynamic characteristic. In particular, the ones of period-1 and period-2 solutions are deeply studied. From locus of Jacobian matrix eigenvalue, we conclude that the bifurcations between period-1 and period-2 solutions are pitchfork bifurcations while the bifurcations between period-2 and period-3 solutions are border collision bifurcations. The double period bifurcation condition is verified from complex plane locus of eigenvalues, furthermore, the necessary condition occurred pitchfork bifurcation is obtained from the cause of border collision bifurcation.     

Boost变换器的PID型滑模控制

以实现Boost变换器良好的动静态控制特性为目的,研究了变换器的PID型滑模控制策略。给出了PID型滑模电压控制状态表达式,并建立了该滑模控制变换器系统模型;设计了滑模切换面函数形式,推导出系统等效控制表达式;采用光滑函数方法降低滑模控制系统的抖振现象,得出了增加去抖振措施的控制表达式;给出了滑模切换面参数的选择方法。通过仿真与实验,验证了基于PID型滑模控制的Boost变换器系统理想的启动和扰动调节特性。     

Boost DC-DC变换器电流滞环暂态控制策略的设计

对数字电流滞环控制Boost DC-DC变换器进行了详细的仿真实验分析,发现暂态过程中存在恢复时间过长和无法完全恢复到目标输出值的问题。针对这一问题,在原有的电流滞环控制策略的基础上提出了一种改进的电流滞环控制方法。具体控制方法是程序自动判断负载电流是否发生突变,以及突变的类型是电流突增或突降。若突增则启动电流突增暂态控制策略,若突降则启动电流突降暂态控制策略,若没有发生突变,则沿用电流滞环稳态控制策略。完成了改进的电流滞环控制方法的详细设计,并进行了仿真和硬件测试。测试结果表明,改进后的控制策略在保持良好的稳态特性基础上明显改善了变换器的暂态特性。与原有的控制策略相比,有效缩短了暂态恢复时间并提高了负载调整率。     

独立控制组合Boost直流变换器型高频环节逆变器

组合Boost直流变换器型高频环节逆变器,是由两个相同的隔离双向Boost直流变换器输入侧并联、输出侧反向串联构成。文中主要对组合Boost直流变换器型高频环节逆变器的电压瞬时值反馈独立控制策略、稳态原理特性等方面进行了深入研究,并给出了关键电路参数设计和仿真波形。     

电流模式BOOST变换器的参数微扰混沌控制

本文讨论了峰值电流控制模式BOOST变换器在连续电流模式下的分岔和混沌行为，确定了系统运行的混沌区域；通过仿真分析和实验论证，采用参数微扰控制策略对该混沌行为进行控制，并在此基础上进一步扩大了变换器的工作范围，取得了令人满意的结果。     

应用于UPS的3 kW Boost电路研究

提出了基于UC3842的Boost(升压)电路控制策略,运用开关函数法建立了Boost功率电路的高频数学模型,进而给出了状态空间平均模型,基于这一模型,从控制理论的角度分析了Boost电路的能控、能观测性。文中给出了占空比的输入到输出的小信号传递函数,为设计校正补偿网络提供了理论依据。这一电路可应用于中小型UPS(不间断电源)中,给蓄电池升压,为UPS中的逆变器提供输入电压,可以满足掉电时UPS的动态性能。最后给出的仿真和实验结果,证明了文中分析的正确性和UC3842控制的实用性。