基于切换线性系统理论的DC-DC变换器控制系统的能控性和能达性

该文将电力电子电路视为一类混杂动态系统,尝试在DC-DC变换器控制系统研究中引入切换线性系统的概念和理论。将基本DC-DC变换器建立为切换线性模型,由此提出DC-DC变换器能控性和能达性等基本控制特性,为DC-DC变换器控制系统的优化控制和其它控制策略的实现提供理论依据。以Buck变换器控制系统设计为例进行仿真验证,分析了能控性和能达性研究的理论意义。该文的研究还表明,研究方法也适应于其它电力电子电路能控性和能达性的研究。

Boost功率因数校正变换器单周期控制适用性的理论分析和实验验证

当输入或者负载跳变时,单周期控制是功率变换器中一种新型的非线性控制策略,单周期就可实现控制目标。然而,单周期控制在功率变换器中的普适性并没有相关研究,限制了它的进一步发展和应用。该文以Boost变换器作为研究对象,引入切换线性系统的概念和理论,基于Boost变换器切换线性系统模型严格证明单周期控制在Boost变换器中的适用性,由此提供一种单周期控制在一般功率变换器中适用性分析方法。在理论研究的基础上,给出了单周期控制Boost变换器实现功率因数校正的一个实际范例。

PWM DC-DC变换器混杂动态系统的能控性和能观性

在PWMDC-DC变换器研究中引入混杂动态系统和切换线性系统的概念和相关理论,研究PWMDC-DC变换器的能控性和能观性。首先将PWMDC-DC变换器建立为周期型切换线性系统模型,然后根据周期型切换线性系统的一个周期之后和多周期的能控性和能观性定义及定理,以BuckPWM变换器为例,分析变换器一个周期之后和多周期的能控性和能观性,最后对BuckPWM变换器进行能控性实验验证。实验结果表明,在负载阶跃变化的情况下,变换器输出完全可以控制并且稳定在设计值,这和BuckPWM变换器作为周期型切换线性系统模型的能控性分析结果是一致的。本文的研究还表明,研究方法也适应于其他功率变换器能控性和能观性的研究。

PWM直流变流器中一种新型的零电压零电流转换软开关单元(英文)

提出了一种新型的零电压零电流转换(ZVZCT)软开关单元,并基于该开关单元,构造了 Buck ZVZCT PWM变流器。该变流器实现了主开关管的零电压零电流开关,辅助开关管的零电流开通、零电压零电流关断,以及续流二极管的零电压零电流关断、零电压开通;不但适合于少子器件,而且适合于多子器件,同时保持 PWM 控制的特点。同时,该 ZVZCT 软开关单元可以推广到其它变流器之中,构造出新型 ZVZCT PWM 变流器族。进行详细的稳态分析、仿真分析和实验验证。实验结果完全验证了理论分析的正确性。

同步整流器中MOSFET的双向导电特性和整流损耗研究

该文从理论和实验上研究了MOSFET的双向导电特性 ,得出了完整的双向漏源电压电流特性曲线 ,为MOSFET在同步整流中的实际应用奠定了理论基础。同步整流效率取决于MOSFET整流损耗 ,为此 ,该文基于MOSFET的等效损耗模型 ,深入研究了MOSFET整流损耗与其参数、栅极驱动电压和开关工作频率的相互关系 ,得到MOSFET同步整流效率曲线。此外 ,文中还对输出大电流时MOSFET整流损耗和肖特基二极管整流损耗进行了比较 ,提出了大电流运行时多管MOSFET并联整流方式。该文的工作对同步整流器中开关频率、栅极驱动电压、单管或多管并联运行方式的选择具有实际指导意义。

基于切换线性系统的DC-DC变换器的输出能控性研究

将DC- DC变换器视为一类混杂动态系统———切换线性系统 ,尝试在DC DC变换器控制系统研究中引入切换线性系统的概念 ,基于系统模型研究DC- DC变换器的输出能控性这一基本控制特性 ,为各种控制策略在DC- DC变换器中的应用奠定理论基础 .研究分为三个部分 :(1)引入切换线性系统 ,并以基本的DC -DC变换器为例 ,建立变换器的切换线性系统模型 ;(2 )给出切换线性系统输出能控性的定义以及充要条件 ;(3)分析基本DC- DC变换器的输出能控性 ,并以Buck变换器为例进行仿真分析和验证验证 .本文的研究还表明 ,分析方法也适应于其它功率变换器 ,甚至所有开关变换电路的输出能控性研究 .

Buck变换器混杂动态系统的能控性和能达性

尝试在Buck变换器的能控性和能达性研究中引入混杂动态系统和切换线性系统的概念 .首先建立Buck变换器的切换线性系统模型 ;然后根据该模型的特点 ,给出系统矩阵定常、输入矩阵切换的切换线性系统的能控性和能达性定义和定理 ,并严格证明了Buck变换器的能控性和能达性 ;最后讨论了能控性和能达性与输出能控性的关系 ,指出能控性、能达性和输出能控性是一致的 .同时对Buck变换器的能控性进行实验验证 ,结果表明 ,在负载阶跃变化的情况下 ,变换器的输出完全可以控制并且稳定在设计值 ,这和Buck变换器作为切换线性系统模型的能控性分析结果是一致的 .

新型栅极电荷保持驱动同步整流器的研究

介绍了同步整流器中一种新的电压驱动方式———栅极电荷保持驱动方式 ,该驱动方式解决了传统电压驱动同步整流器在死区时间内 ,续流二极管的导通问题 ,因此降低了整流损耗 ,提高了整流效率。利用该驱动方式设计了一台输入为 4 8V (36～ 70V ) ,输出为 2 2V、 2 0A ,开关频率为 2 0 0kHz的正激变换器 ,其最高效率达到 91 %。

同步整流器两种驱动方式的分析和比较

结合电压驱动同步整流器和电流驱动同步整流器的最新研究成果 ,对同步整流器电压驱动方式和电流驱动方式进行了分析和比较。阐述了在低电压大电流DC/DC功率变换器中 ,同步整流技术对提高功率变换器性能 ,特别是提高变换器效率的重要性。

一种应用同步整流技术的高效率正激变换器的设计

利用同步整流技术中一种新的电压驱动方式即栅极电荷保持驱动方式 ,设计研制了一台输入为 4 8V(36～ 70V) ,输出为 2 2V ,2 0A ,开关频率为 2 0 0kHz的正激变换器。栅极电荷保持驱动方式可以解决传统电压驱动方式中 ,死区时间内续流MOSFET体二极管的导通问题 ,因此可以降低整流损耗 ,提高整流效率。设计的正激变换器的最高效率达到 91%。实验结果证实了设计方法的有效性。

电子镇流器的拓扑结构、设计方法及其发展趋势

电子镇流器以其质量轻、体积小、高效节能等优良特性 ,成为电力电子技术在小功率范围内的典型应用。在回顾电子镇流器发展的基础上 ,全面介绍了电子镇流器的拓扑结构、性能差别、设计方法以及电子镇流器的发展趋势。

新型ZVZCT PWM直流变换器族的研究

提出了一种新型零电压零电流转换 (ZVZCT)软开关单元 ,并基于该开关单元 ,构造了BuckZVZCTPWM变换器和BoostZVZCTPWM变换器 ,形成新型ZVZCTPWM直流变换器族。详细分析了BuckZVZCTPWM变换器的工作原理 ,主开关管实现了零电压零电流开关 ,辅助开关管实现了零电流开通、零电压零电流关断 ,续流二极管实现了零电压零电流关断、零电压开通。该软开关单元不但适合于少子器件 ,而且适合于多子器件 ,同时保持PWM控制的特点。

输入矩阵定常的切换线性系统的能控性和能达性

针对一类具有不同系统矩阵和相同输入矩阵的切换线性系统,证明了系统能控性和能达性的充要条件,同时给出具有不同输入矩阵和相同系统矩阵的切换线性系统能控性和能达性的充要条件,指出两类切换线性系统能控性和能达性充要条件是对偶的.对于上述两类切换线性系统,分别给出一个例子,并分析系统的能控性和能达性.

三电平DC—DC变换器的统一建模研究

三电平变换器的统一建模是对变换器进行控制和优化的基础。但是,对于三电平变换器而言,其开关数目多,工作模态复杂,用传统建模方法对之进行统一建模相当困难。脉冲波形积分法是一种新的统一建模方法,为此,本文首次采用脉冲波形积分法,对三电平变换器的统一建模进行了研究。以非隔离三电平变换器为例,详细阐明了其统一建模原理,并给出了输入输出共地和输入输出不共地的Buck变换器的统一建模方法。仿真分析与实验结果表明,脉冲波形积分法是一种对三电平变换器进行统一建模的有效工具,为三电平变换器的有效控制奠定了基础。

正激变换器中变压器的设计

详细介绍了高频开关电源中正激变换器变压器的设计方法、按照设计方法,设计出一台高频开关电源变压器,用于输入为48V(36～72V),输出为2.2V、20A的正激变换器设计出的变压器在实际电路中表现出良好的电气特性。

固态继电器在ISSCC型动态无功补偿装置中的应用研究

在详细介绍固态继电器的基础上 ,给出了ISSCC型动态无功补偿装置设计方法 ,包括主电路的选择和优化、固态继电器的选择、过压过流保护、热耗散。

地震作用下型钢混凝土异形柱框架动力特性及频谱反应分析

基于型钢混凝土(SRC)异形柱空间框架模型振动台试验,对模型结构的频谱特性、偏心动力反应、非线性反应规律进行了研究。结果表明:在三向地震作用下,模型结构在高阶振型中依次发生了Y向平扭和X向平扭耦合现象,振型形态依次为X向平动、Y向平扭、Z向振动、扭转、Y向平动;在强震作用下,模型X向、Y向、Z向和扭转自振频率分别下降31.02%,30.10%,39.72%和30.09%;模型结构的频响函数实部曲线的零点、虚部及幅值曲线的峰值点随着加载持时的增加逐渐向低频移动,结构损伤逐渐累积,刚度不断退化,动力刚度接近静刚度,结构的变形较大;通过数值分析可知,当偏心距一定、平扭周期比不变时,偏心结构的自振频率比、平扭耦联系数的峰值点相对于对称结构的峰值点明显推后;在强震作用下,偏心距小于0.1的模型结构的薄弱层出现在结构中下部,偏心距大于0.3的模型结构的薄弱层出现在结构上部;随着偏心距的增大,模型结构提前达到性能点,所有交点处的能力谱曲线未处于承载力明显下降段,结构抗震性能满足要求。

基于HPI/O库的开关电源虚拟测试平台的建立和实践

本文基于 HP I/ O库建立了一个开关电源虚拟测试平台 ,并通过对一台正激式高频开关电源的测试研究 ,详细说明了该虚拟测试平台的建立过程、扩展方法以及测试软件的功能和使用技巧。

一种全新的电压驱动同步整流器的研究

提出了一种全新的电压驱动同步整流器 ,其同步整流管的驱动电压耦合自输出滤波电感电压 ,具有创新性。该驱动方式不仅解决了以往电压驱动同步整流器中续流管的体二极管在死区时间内的导通问题 ,而且可以优化同步整流管的驱动电压波形 ,因而可在极大地降低整流损耗的同时 ,有效地降低驱动损耗 ,显著地提高了变换器的效率。

三相电压型PWM整流器状态反馈精确线性化解耦控制研究

该文基于微分几何理论,在建立三相电压型PWM整流器仿射非线性模型基础上,提出其状态反馈精确线性化非线性控制策略,实现了三相电压型PWM整流器无功功率和有功功率的解耦控制。研究表明,状态反馈精确线性化非线性控制能较理想地实现三相电压型PWM整流器控制解耦,完成其功率因数校正及整流器输出特性控制的功能。文中给出了完整的理论分析及实验研究结果。