断续电流型开关电感Buck-Boost变换器的分岔现象

为了分析开关电感结构的Buck-Boost变换器电路参数对系统性能的影响,基于断续电流模式下系统的离散迭代映射模型,利用开关变换器的动力学分析方法,采用分岔图和庞加莱截面研究了系统的稳定问题,并根据不动点邻域内Jacobian矩阵特征值的变化情况确定了系统首次失稳时分岔点的位置.应用PSIM仿真,通过时域图和相轨图观察了变换器在不同参数变化下丰富的动力学演化过程,验证了理论分析的正确性.结果表明:当开关电感Buck-Boost变换器工作于DCM模式下时,其工作状态主要受电流边界Ib2的影响,电流边界Ib1对系统稳定性的影响相对较小,随着电路参数的变化,系统经边界碰撞分岔最终进入DCM阵发混沌状态.

晶闸管换流阀断续电流试验方法探讨

断续电流试验是高压直流输电用晶闸管换流阀的一项重要的型式试验,该试验模拟换流阀在两种不同电压下电流产生断续情况,换流阀能够正常、多次可靠触发的能力。文中讨论了在合成试验回路基础上采用电流源双六脉动桥串并联运行、增加辅助取能装置或调节电压源时序的方法进行断续电流试验,并对上述几种方法进行了比较分析。经过试验验证的晶闸管换流阀在实际直流输电工程中的良好运行证明了合成试验回路断续电流试验方法上的等效性。

断续电流模态隔离型高压开关电路

针对传统工频倍压整流电路在输出高压时带载能力差、升压变压器绕组匝数多以及体积大的问题,提出了一种高增益比升压开关电路。该电路工作于断续电流模态(discontinuous conduction mode,DCM),一个开关周期内有3个工作模态,通过将多个电容虚拟成一个电容以及结合稳态平均的分析方法,推导出该开关电路稳态输出电压与输入电压之比的增益特性。该电路继承了倍压电路和反激变换器各自优点,特别适合小体积、高变换比和小功率的高压应用场合。详细分析了该电路的工作过程,在此基础上,搭建了实验样机。实验结果验证了该电路分析的正确性。

高压直流换流阀断续电流试验方法研究

换流阀作为直流输电系统的核心设备,考核其性能的试验方法至关重要。笔者依据高压直流换流阀试验标准,讨论了国内外著名实验室关于直流换流阀运行试验中周期性触发和熄灭试验内容之一的断续电流试验方法,给出目前西高院换流阀断续电流的几种经受了工程验证的试验方法,并对几种试验方法进行了比较,为感兴趣的工程科技人员更好地理解标准对断续电流试验要求、实际运行工况以及试验考核关键点之间的关系提供了参考。

计算机控制断续电流可逆系统的动态设计与仿真研究

本文提出了工作在电流断续状态下可逆传动系统结构形式的选择与数字调节器的设计方法;同时配以仿真研究结果。并提出了有自适应能力的准开关控制起动算法。

单相全控整流断续电流的波形系数计算和分析

单相晶闸管全控整流电源对蓄电池充电 ,电流断续下波形系数的计算是非常困难的。现给出了电流波形系数的一些计算结果 ,并对其进行了分析 ,最后提出了一条简单估算电流波形系数的方法。

基于可变关断时间断续电流模式的全桥逆变器轻载效率优化方法

工作于临界电流模式的逆变器在轻载时,开关频率显著上升,关断损耗大幅增加,效率明显降低。针对此问题,该文提出在逆变器输出功率下降至设定值时,将工作模式切换为断续电流模式(DCM),并根据输入电压、输出电压、输出功率改变关断时间以尽可能降低逆变器的开关频率,减小开关损耗,从而提升轻载时效率的优化方法。详细分析所采用的可变关断时间DCM的工作原理并推导理论计算依据。此外,还考虑了电流断续时电路寄生参数对电感电流的影响,通过比较器硬件限制电感电流峰值的方式,改善轻载电流的质量,并介绍基于此方式的变换器整机控制策略。仿真和实验结果表明,在轻载时采用可变关断时间的断续电流模式,逆变器效率得到明显提升,证明了所提优化方法的可行性和有效性。

无线电能传输系统中有源阻抗匹配网络断续电流模式最大效率跟踪研究

针对无线电能传输系统(WPT)中传输效率对耦合系数、负载变化敏感的特点,该文提出一种基于断续电流模式(DCM)有源阻抗匹配网络的最大效率跟踪方法。首先,分析不同DCDC变换器输入阻抗表达式,证明了DCM模式Buck-Boost变换电路阻抗匹配的优越性。其次,给出了一种基于耦合系数辨识的最大效率跟踪控制策略,无需负载实时监测及进一步跟踪控制,即可在较大负载变化范围内使系统传输效率实现最大化并保持稳定;耦合系数变化时,系统也可根据发射接收侧电压电流信息实时辨识耦合系数并通过接收侧变换器占空比调节实现自适应最大效率跟踪。最后,利用实验验证了该方法的可行性和有效性,并且在动态响应、提高传输效率等方面有明显优势。

断续模式下的半无桥Boost PFC变换器设计

半无桥Boost功率因数校正(PFC)变换器凭借其桥臂无直通风险的优势,广泛应用于军工、医疗等高可靠性应用场合。电流断续模式(DCM)下,Boost PFC变换器具有零电流开通、二极管无反向恢复等优点。针对传统控制方式下输入电压过高导致的电流畸变和功率因数降低等问题,首先在恒定占空比控制的基础上详细推导了变占空比的控制方式,从而在全范围内提高功率因数。其次,为解决传统的半无桥Boost PFC变换器使用2个功率电感带来的系统体积、占板面积大等问题,采用完全解耦的磁集成方式来提高功率密度。最后,搭建了1台150 W基于完全解耦磁集成的半无桥Boost PFC变换器,实验验证了所提方案的有效性。

并联谐振变流器电流断续模式的应用

针对高压高频大功率应用场合高压变压器寄生参数对变流器工作过程的重要影响,变流器采用了谐振式工作方式,利用高压变压器的漏感和寄生电容组成了并联谐振网络.为了减小高频大功率条件下功率器件的开关损耗,采用断续电流模式,实现了功率器件的零电流开通和零电压零电流关断.通过对容性滤波并联谐振变流器断续电流模式的分析和数学描述,推导得到了变流器特性的解析表达式,详细分析了变流器的稳压和调压特性,分析结果为高压高频大功率应用场合变流器的设计提供了理论依据.构建了一台50kV/22kW的实验样机,通过实验验证了理论分析的正确性.

直流侧电流断续时不控整流器的动态大信号数学模型建立与验证

通过将带LC滤波的桥式不控整流器近似为定直流脉波周期、定导电角的可控整流器与占空比极小的Boost斩波器级联的系统,提出直流侧电流断续模式(discontinuous current mode,DCM)下不控整流器的一种大信号建模方法,并运用开关函数和谐波平衡原理,分别建立单相、三相桥式不控整流器DCM下的大信号数学模型,该模型具有非线性常微分代数方程组形式。通过与仿真模型进行对比,证明所常微分代数方程组形式。通过与仿真模型进行对比,证明所提出的建模方法是可行的,所建立的大信号数学模型能有效反映不控整流器源侧及负载侧的大扰动特性,且模型维数越高,计算结果越精确。

直流侧电流断续时不控整流器的动态小信号数学模型建立与验证

为解决直流侧电流断续模式(discontinuous current mode,DCM)下不控整流器因扰动过程中直流脉波周期、导电角均可变而不易数学建模的问题,通过研究带LC滤波的m相桥式不控整流器DCM下的稳态模型,得出导电角和电源电压初始相角的非线性约束方程,提出一种将不控整流器近似为定直流脉波周期、定导电角的可控整流器的小信号建模方法,并运用开关函数法和谐波平衡原理,分别建立带LC滤波的单相、三相桥式不控整流器DCM下状态方程形式的小信号数学模型。通过与经实验验证的仿真模型进行对比,证明所提出的建模方法是有效的,所建立的小信号数学模型维数越高,计算结果越精确。

电流断续模式Boost功率因数校正变换器的变占空比控制

DCM Boost PFC变换器具有开关管零电流开通、二极管无反向恢复和开关频率恒定等优点,但是当在半个输入周期内占空比恒定时,其输入功率因数较低。本文推导了DCM Boost PFC变换器的输入电流和PF值的表达式,并提出一种变占空比控制的方法,可以在全输入电压范围内将PF值提高到接近于1。为了简化电路实现,本文进一步给出一种拟合占空比的方法。与定占空比控制相比,所提出的变占空比控制方法还具有输出电压纹波小和效率高等优点。实验结果验证了理论分析的正确性。

电除尘高压电源LCC变换器电流断续模式分析

为了克服串联谐振、并联谐振及LCC串并联谐振连续模式应用于高压大功率静电除尘电源方面的不足,采用LCC串并联电流断续模式进行设计。基于断续电流模式下的电路模型,采用时域状态法对串并联谐振变换器工作方式进行分析和数学描述,推导得出了变换器特性解析表达式,探讨了串并联电容比值对变换器输出电压的影响,深入研究了电流断续电流模式下变换器的电压增益以及效率特性。结果表明:电流断续工作模式实现了开关管的全时零电流开通及零电流/零电压关断;增加串并联电容的比值m,可以增大输出电压,但会降低效率;在一定的范围内增大开关频率可增大电压基准增益进而提高效率。仿真及样机实验表明:所做理论分析正确,将采用电流断续工作模式的LCC变换器在应用于电除尘高压大功率电源可行。

一种变占空比控制电流断续模式Boost功率因数校正变换器的仿真研究

电感电流断续模式Boost功率因数校正变换器已广泛应用于各类电力电子装置中。为进一步提高变换器的输入功率因数、减小谐波污染,设计了一种基于平均电流的变占空比控制的电流断续模式Boost功率因数变换器。通过研究恒定占空比控制的变换器基本原理,推导出一种变占空比控制的方式,设计了合理的电路参数并搭建了仿真电路模型。仿真结果证明,该变占空比控制的方法能提高变换器的输入功率因数,减小谐波畸变。

一种新颖的完全断续箝位电流模式功率因数校正电路

提供了一种新颖的宽输入范围、完全 DCM、箝位电流工作模式的 Boost 功率因数校正电路控制方法。该控制方法不存在 Boost 电路中二极管的反向恢复,从而提高了整个电路的效率,同时,该方案获得了低的总谐波畸变(THD)和较高的功率因数(PF)。该方案适合于中低功率场合的应用。给出了具体的理论分析和一个100W 的电路实验数据。

Z源直流变换器电感电流断续工作模式分析

Z源变换器具有新型的拓扑结构,在输入直流电源和输出变换器之间采用独特的Z源网络进行连接,以获得更好的升/降压效果.在电感电流断续条件下,对Z源直流变换器的工作状态进行了详细分析,利用稳态条件下电感平均电流为零的条件推导出Z源直流变换器的升压比,进一步分析出临界电感的计算公式,并通过仿真验证了理论分析的正确性.

电感电流断续模式LCC谐振变换器基于模式分界图的优化设计

LCC谐振变换器工作于谐振电感电流断续模式(discontinuous current mode,DCM)能够实现开关管的零电流开关,因而适用于以IGBT作为开关器件的大功率供电场合。现有文献针对该变换器参数的设计方法通常需要反复试凑,而且设计过程主要优化的是变换器的满载效率,并没有考虑全负载范围。为了解决这些问题,该文提出一种基于变换器模式分界图的设计方法。针对DCM模式的LCC谐振变换器,这种设计方法不需反复试凑,设计得到的参数能够使得在全负载范围内谐振回路环流相对较小,变换器效率较高。论文最后以两台输出均为5 kW/50 V,但变换器参数不同的样机进行了对比实验,验证了该设计方法的正确性。

基于脉宽调制的电流断续型谐振变换器

该文提出一种基于脉宽调制的电流断续型谐振变换器,并对其进行深入研究。该变换器采用定频脉冲宽度调制控制,其在一次侧桥臂增加了辅助电感和辅助电容,通过调节一次侧桥臂驱动信号的占空比可以改变桥臂中点之间的电压幅值,继而可以调节变换器的电压增益。通过合理的参数设计,变换器的谐振电流工作在断续模式,因此不存在无功电流。同时,该变换器的所有开关管皆可实现软开关,减小了开关损耗。该文首先对变换器的工作原理及开关模态进行分析;然后结合变换器的工作特性,推导变换器的电压转换增益、软开关条件以及断续工作的条件,并且提出一种参数设计方法;最后研制了一台1000W的样机来验证变换器的可行性与理论分析的正确性。

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。