Buck变换器的数字电流滞环控制策略的改进

基于已有的数字电流滞环控制的Buck DC-DC变换器控制策略和实验结果,分析了造成负载突变时出现动态响应时间长及输出电压无法恢复到期望值的原因,提出了一种改进的控制策略。该控制策略在沿用已有的控制策略的基础上,增加了对负载突变过程的检测,如果发生负载突变情形,自动切换到新的控制策略。针对负载突增和突减,分别建立突变过程的数学模型,设计相应的控制策略,给出硬件测试结果。实验结果表明,该控制策略在稳态控制和动态过程控制中都是正确可行的,在保证稳态时输出电压精度的基础上,明显改善了变换器的动态特性。     

一种新型光伏串联型微型变换器

针对光伏集中式大功率变换器无法追踪局部模块的最大功率,从而导致输出效率不高的问题,提出一种新的串联型微型变换器并研究其控制策略。该变换器在拓扑结构中将微型变换器的直流母线进行串联,各独立的微型变换器对光伏模块进行最大功率跟踪,从而有效提高系统的整体输出效率;通过对网侧控制算法进行改进,电压外环、电流内环分别采用准PR控制、重复控制技术,实现对电网频率推移带来的影响的有效抑制,从而提高控制精度。利用MATLAB/Simulink工具搭建串联型微型变换器和集中式变换器的仿真模型,进行相关仿真实验,其结果表明,采用改进控制算法能达到良好的控制效果,相比集中式变换器,串联型微型变换器的输出功率稳定性好、转换效率更高。     

单相H桥变换器直流支撑电容分析计算

直流支撑电容是变流器中的一个重要元件,其好坏直接影响到整个变流器的寿命。工作温度是电容可靠性设计的重要方面,主要取决于环境温度和流过电容纹波电流有效值。假设直流母线电压无波动,输出电流为理想正弦的前提下,推导出了单相H桥变换器直流支撑电容电流的谐波频谱及有效值的解析表达式。从表达式可以看出,纹波电流主要取决于调制度、输出电流幅值和相位。利用MATLAB仿真可知,即使忽略了输出电流的纹波电流和母线电压波动,提出的推导结果与仿真结果吻合较好。因此该方法能有效解决单相/多相H桥PWM变换器的直流支撑电容设计问题。     

用于V2G的双向DC/DC变换器设计北大核心

为了解决应用于电动汽车与电网进行双向互动的双向DC/DC变换器的设计问题,对该变换器的应用环境特点、负载特性、双向有源桥和谐振式CLLC的特性等进行了研究。通过对实际应用场景和负载特点的分析,归纳出了应用在此类环境下的双向DC/DC变换器应该选择能够在较宽增益变化范围内实现软开关的拓扑;通过结合实际应用场景,对比了双向有源桥和谐振式CLLC拓扑,选择了谐振式CLLC作为该变换器的基本拓扑;给出了基于谐振式CLLC拓扑的双向DC/DC变换器的设计流程及关键参数的计算公式;基于谐振式CLLC拓扑和流程设计了一台3 k W的双向DC/DC变换器。研究结果表明:以Si MOSFET为开关器件,当开关频率在100 k Hz以上时,变换器的正反向效率可以达到96.6%。     

Boost变换器负调电压建模分析

摘要 以电容电压作为输出反馈的Boost变换器是一个非最小相位系统,非最小相位反应引起的负调严重的影响系统的暂态性能及稳态性能。研究引起负调与变换器参数之间的关系对Boost变换器优化设计是一个关键问题。本文根据Boost变换器小信号数学模型推导给出非最小相位系统的负调电压表达式,指出衡量负调电压的两个指标：负调电压大小和负调电压峰值时间。根据负调电压表达式分析了输入电压、储能电感、占空比、占空比变化量、负载、滤波电容等参数对负调电压的影响。研究结果表明：输入电压和占空比变化量仅影响负调电压大小;储能电感、占空比、负载、滤波电容不仅影响负调的大小,同时影响负调的峰值时间。研究所得结论为Boost变换器的参数优化设计以及减小负调电压提高系统暂态性能及稳态性能提供了理论依据。仿真和实验结果验证了理论分析的正确性。     

开关磁阻电动机新型功率变换器的仿真研究

功率变换器是开关磁阻电动机驱动系统的重要组成部分,其性能的好坏将直接影响电动机的工作效率和可靠性。介绍了一种新型无源升压功率变换器,对其结构原理及工作特性进行了分析,并在MATLAB／simulink环境下对四相8／6极开关磁阻电动机进行了仿真研究,仿真结果表明,新型功率变换器可以显著地增大启动转矩,同时缩短电流的续流时间,降低制动转矩,提高了系统的效率和动态性能。     

Buck变换器的自适应分数阶PI~λD~μ控制研究

为提高Buck变换器的控制性能,从变换器的数学模型出发,分析了分数阶PIλDμ控制器中比例参数kp和积分参数ki的可设计范围,并提出一种Buck变换器的自适应分数阶PIλDμ控制器设计方法.该方法在整数阶PID控制器基础上,按照控制性能目标函数最小准则对分数阶次参数λ和μ进行优化搜索,同时kp和ki参数按自适应律调整变化.仿真结果表明:相比传统的整数阶PID控制和分数阶PIλDμ控制,该自适应分数阶PIλDμ控制方法能使Buck变换器具有更优的电压输出性能和鲁棒性.     

模块化多电平变换器功率模块的电流与损耗

为了便于对电压源变换器功率器件进行系统设计以及对其参数、冷却装置进行有效选择,需要对电流与损耗进行有效估算.通过介绍新型模块化多电平变换器（MMC）的工作模态,对其电流分布进行了详细分析,给出一种基于电流分布和元件特征曲线线性拟合的简单MMC损耗计算方法,并在此基础上分析了开关频率、功率因数等对MMC损耗的影响.仿真计算结果表明,该方法能简单有效地对不同工况下各个元件的损耗进行计算,其计算结果对功率器件及其散热装置的选择有一定的指导作用.     

基于纯电动汽车的双输入双向DC/DC变换器设计

由于目前复合电源系统中只用一个单输入DC/DC变换器存在稳定性差,蓄电池使用寿命短的现象,而使用两个单输入DC/DC变换器又存在结构复杂、可靠性差的缺陷.因此设计了一种基于纯电动汽车的双输入双向DC/DC变换器,该变换器通过将蓄电池、超级电容作为双输入电源接入其中,使二者的输出电压更加稳定,有效地保护了蓄电池,延长了其使用寿命.同时,只使用一个DC/DC变换器使系统结构得到简化,提高了可靠性.对所提出的DC/DC变换器在纯电动汽车不同工况下的工作情况进行了分析,最后通过Matlab/Simulink进行了仿真验证,结果表明所提出的DC/DC变换器能够满足电动汽车的要求.     

某电动汽车DC/DC变换器的选型计算及匹配验证

结合某电动汽车产品开发项目,进行DC/DC变换器的选型计算及匹配验证,突出在根据整车低压电平衡计算结果进行DC/DC变换器的初步选型后,在实车上进行匹配验证,最后给出校核结论。