基于Buck-Boost电路与相对极差策略的锂电池组分层均衡技术研究

针对串联锂电池组均衡过程中出现的均衡速度慢、能量转移效率低等问题,提出一种基于Buck-Boost电路的分层均衡拓扑结构,以各单体电池的荷电状态(SOC)作为均衡变量,采用相对极差法的均衡控制策略以实现各层均衡单元的同步均衡。首先阐述了改进后均衡拓扑的整体结构以及分层分组的方法、最小均衡单元的均衡原理以及均衡过程中相关参数的计算过程;之后根据所设计的分层拓扑结构设计了与其相适应的均衡控制策略;最后在Matlab/Simulink中分别搭建了不同拓扑下的仿真模型并进行了均衡仿真验证。仿真结果表明,在8节电池与9节电池的不同情况下与传统单层均衡拓扑相比,文中所提出的采用相对极差控制策略的分层均衡拓扑结构在均衡速度上分别提高了86.06%和84.21%,在能量转移效率上分别提高了3.3%和4.22%,验证了所提均衡拓扑以及均衡策略的有效性。

基于计算机仿真的Buck-Boost电路研究(英文)

Buck-Boost电路中含有丰富的非线性现象。它工作过程中电路拓扑结构的循环切换导致了谐波、分叉和混沌等非线性行为。基于PSPICE仿真,研究了电流控制DC/DC Buck-Boost开关转换器中的倍周期现象。而且,建立了开关转换器的数学模型和叠代映射来解释这种非线性现象。基于MATLAB仿真,从叠代映射中得到了系统分叉图。

基于Buck-Boost电路的分层均衡方案

提出基于Buck-Boost模块的高效的分层均衡电路拓扑结构,该均衡电路可实现用于储能以及电动汽车中串联电池组快速高效的均衡。根据均衡能量流向,分为两种不同的均衡过程:电池组能量从端侧向另一侧流动;电池组能量从中部向两侧流动。两种均衡过程可同时进行,且在不同层上的电流互不影响。该方案选取荷电状态(SOC)值在一定阈值范围之外的单体电池作为均衡对象,并相应提出电流电压双环的控制策略,对两组串联的磷酸铁锂电池进行了充电均衡实验以及静置均衡实验。实验结果表明,该方案可以实现电池组快速均衡,提升电池组的整体性能。

电流模式Buck-Boost电路从有序到混沌的分形研究

吸引子的分形维数是描述非线性系统的一个重要参数.从电流模式Buck＿Boost电路由有序到混沌的仿真研究出发,获取电路相空间中的状态向量数据,基于关联维数的G＿P算法,应用MATLAB软件研究了电路在不同工作模式下的电路吸引子的关联维数,找出了电路演化过程中吸引子的几何特性变化规律.从分形理论的角度进一步认识了电流模式Buck＿Boost电路的非线性动力学特征.

基于MULTISIM的BUCK-BOOST电路仿真

本文基于Multisim的强大模拟功能,以Buck-Boost电路为例,从多个方面对其进行了仿真,并对其结果进行了分析。事实证明,Multisim对于激发电气专业学生的学习兴趣、提高其理论与实践相结合的能力具有指导意义。

基于新型Buck-Boost电路的光伏MPPT方法研究及仿真

针对新能源利用问题,通过对光伏系统中直流变换电路特性的分析,提出了一种基于新型Buck-Boost电路的光伏MPPT控制方法,提高了系统运行效率。新型Buck-Boost电路与软开关技术相结合,被应用到光伏发电系统的DC-DC变换环节。通过Matlab/Simulink仿真,验证了所提出方法的有效性。

基于继电反馈的PID自整定方法在Buck-Boost电路中的应用

DC-DC变换器在电力电子和通信等领域中有广泛应用,Buck-Boost电路是其最典型的一种。采用PID算法对Buck-Boost电路参数进行了调节,并结合继电反馈技术实现了参数的自整定。通过MATLAB仿真,得到了一种优化的系统参数调节方法,实现了PID参数随系统内部参数变化的自调节,实现了最优控制,该方法具有较强的可应用性。

一种新型高效率四开关BUCK-BOOST电路设计

针对传统开关电源精度低、效率低以及自适应能力差的问题,设计了一种基于LM5715电压转换器和DSP数字信号处理器的新型Buck-Boost电路。LM5715在降压和升压模式下均采用电流模式控制,以实现出色的负载和线路调节。DSP处理器通过内部PWM电路实现四个开关管的导通控制,开关频率由外部电阻器进行反馈控制。仿真结果表明,相比于传统的升压降压变换器,所设计的变换器具有较宽范围的输入电压、稳定的输出电压以及较高的电源转化效率,具有较好的实用性。

基于Buck-Boost电路的宽输出电压AC-DC电源设计

设计了一种宽输出电压的AC-DC开关电源,其主要特征是输出电压可以在较大范围内任意调节,解决了传统的开关电源只能输出几个特定电压值的问题。该设计的核心是反激变换电路和Buck-Boost电路。分析了这两种电路的工作原理及其应用,并且给出了具体的设计。实验表明,设计的电源能较好地实现了输出电压的宽范围调节。

感应加热电源中Buck-Boost电路控制算法研究

针对感应加热电源中控制算法存在的抗干扰能力小、精度低、自适应能力差等缺点,设计了一种径向基(RBF)神经网络滑模控制算法.基于Buck-Boost电路拓扑结构分析,利用基本状态空间建模方法建立Bock-Boost电路的感应加热电源数学模型,设计滑模算法控制律,将RBF神经网络引入常规滑模控制算法中,以解决常规滑模控制器参数整定困难、抖振较大的问题,实现对滑模控制器参数的自寻优.仿真结果表明,基于RBF神经网络的滑模控制算法的抗干扰、自适应能力均优于PID控制算法,具有较好的实用性.

单周控制Buck-Boost电路的AC/AC电压变换

本文阐述了单周控制Buck-Boost电路的单相交流AC/AC电压转换的工作原理,并利用Matlab/Simulink软件对该转换电路建模并进行仿真,给出了稳态及负荷突变情况下的仿真结果,证明在原理上是可行的,静、动态性能良好。此外,通过分析认为,可将所使用全控型开关元件的一半,用半控型晶闸管替代,从而可能降低设备的成本。

光伏发电双管Buck-Boost电路两模式控制方法的仿真与实验研究

光伏电池输出特性具有非线性的特征,其输出功率随着负载、光照强度、环境温度的变化而变化。调整光伏电池的输出电压或电流,是提高光伏电池发电效率的重要途径,它需要用到直流变换电路。本文分析了双管Buck-Boost电路,与常用的四个变换电路相比,该电路综合了Buck电路和Boost电路的优点,能分别实现降压功能和升压功能,具有输入与输出同极性,无源元件少,开关器件的损耗低等优点。本文用Simulink对双管Buck-Boost电路进行了仿真,并做了实验,仿真和实验结果表明双管Buck-Boost电路能较好地应用于光伏发电DC/DC变换电路。

基于改进型Buck-Boost电路的锂离子电池均衡控制

针对传统BuckBoost均衡电路不能对非相邻单体电池进行直接均衡控制的问题,在传统BuckBoost均衡电路的基础上提出一种优化的BuckBoost均衡电路.优化的电路可实现非相邻单体电池间的均衡控制,并通过分组分层结构的方式应用于大功率串联电池组中,以实现较多数量单体电池间的均衡.通过电路工作原理分析以及基于Matlab/Simulink仿真实验,验证了优化后的均衡电路及其在分组分层模块化均衡应用中的可行性与有效性.

基于Buck-Boost电路的无电解电容LED驱动电源

高亮度发光二极管(LED)是极具发展前景的新一代绿色照明光源,它具有效率高、寿命长和无污染等优点,但是作为储能电容的电解电容限制了LED驱动电源的使用寿命,阻碍了电源功率密度的进一步提高.结合Buck-Boost辅助电路,设计了一款新型的无电解电容的LED驱动器。利用新的拓扑电路结构去除电路中的电解电容,提高了LED驱动电源的使用寿命.最后利用数据仿真验证了理论分析的正确性.

基于Buck-Boost逆变电路的低纹波可调直流稳压电源控制方法

为克服传统低纹波直流稳压电源的主电路拓扑结构存在电路结构复杂、体积大等不足,提出一种基于Buck-Boost逆变电路的新型可调直流稳压电源拓扑结构,用Buck-Boost逆变环节取代传统结构中高频逆变和变压器升压两个环节,此结构相较于传统结构,在电路结构上可以得到明显的简化。为实现该新型可调直流稳压电源输出低纹波、高稳定度直流电压的要求,针对其Buck-Boost逆变电路提出采用基于比例积分-矢量比例积分的复合控制方法,即以Buck-Boost逆变电路中电容电压和电感电流作为状态变量,并以电感电流为控制内环,电容电压为控制外环,通过对两个闭环采用比例积分-矢量比例积分复合控制方法,实现对两个状态变量的解耦控制,最后通过仿真与实验对其效果进行了验证,同时与传统低纹波直流稳压电源进行了对比分析。结果表明,文中提出的基于Buck-Boost逆变电路的新型可调直流稳压电源拓扑结构及针对该拓扑结构所提出的控制方法不仅输出直流电压纹波小、稳态精度高、动态性能好同时还具有电路结构简单且输出直流电压任意可调等特点,因而具有较好的应用价值。

基于Buck-Boost准谐振电路的电池自适应分组均衡方案研究

针对Buck-Boost均衡电路中开关频繁通断导致均衡效率降低的问题,文中对传统的Buck-Boost电路进行改进,设计可实现开关管的零电压导通的准谐振电路,有助于减小开关损耗,提高均衡电路的效率。为减少开关管的通断次数,并缩短均衡时间,均衡策略采用全局优化视角,分段选择电压和SOC作为目标均衡变量,并提出电池单体间、单元间及模组之间的自适应分组均衡策略。以8个电池串联的电池组为例,设计静置、充电、放电和浮充均衡实验,结果表明,与传统方案相比,提出的均衡电路和均衡策略在均衡效率和速度上有显著提升,可助力电池组的整体性能提升及其延寿。

基于两级均衡电路的电池组智能均衡方法

为解决传统均衡电拓扑均衡效率较低的问题,文中提出了一种两级均衡拓扑结构。该均衡拓扑将电池组分为组内与组间两种形式,组内采用Buck-Boost均衡电路,组间采用可重构均衡电路,组内与组间可同时均衡,提高了均衡效率。以SOC(State of Charge)作为均衡变量,组内均衡算法采用基于SOC的模糊逻辑控制策略,减少均衡时间,提高均衡效率。使用MATLAB/Simulink软件对电路拓扑建模仿真,并与传统Buck-Boost电路进行对比。仿真结果表明,在充放电状态下,相较于传统Buck-Boost电路,所提算法及均衡拓扑使均衡时间减少了约28%,表明该均衡电路及算法具有良好的性能。

基于智能卸荷电路的双馈风电机组故障穿越控制

双馈风电机组并网比例不断提高,加剧了电网遭遇外部故障导致规模化脱网问题。文章介绍了现有风机故障穿越控制方案的原理,考虑到频繁投切直流卸荷电路电阻易引起电压波形畸变、超级电容器控制方案成本过高等问题,提出了基于智能卸荷电路的双馈风电机组故障穿越控制方案。该方案将卸荷电阻通过DC/DC变换器与直流母线相连,在控制电路中引入有功功率-直流母线电压的下垂控制环节,实现故障期间电路电阻吸收功率的动态调节,同时设置高、低电压穿越两种模式,根据并网点电压变化情况自主启动。最后,在Matlab/Simulink中对智能卸荷电路控制策略进行验证。仿真结果表明,基于智能卸荷电路的风电机组故障穿越控制策略在直流母线电压抑制、电压恢复所需时间、转子电流畸变程度和方案经济成本等方面具有优势。

天文应用红外焦平面读出电路研究

成功设计了一款天文应用的640×512短波红外焦平面读出电路。由于红外天文观测具有极低背景辐射、光子通量低的特点,为了实现探测器的高信噪比,需要降低器件的暗电流和电路噪声。电路采用有效的功耗管理策略,在保证电路正常工作的前提下尽可能地降低电路功耗以减小电路辉光对器件暗电流的影响。同时,研究非破坏性读出的数字功能,实现了超长的积分时间和信号的多帧累积,并作为一种斜坡采样的策略有效地降低读出噪声。短波HgCdTe焦平面的测试结果符合理论设计预期,开启电路非破坏性读出功能,设置6 000 s的积分时间,当电路功耗调低至14.04 mW时暗电流为0.9 e-·pixel^(-1)·s^(-1)。读出噪声在两档增益下分别为50 e-(10 fF)和27 e-(5 fF),非线性度低于0.1%。

应用于高性能延迟锁相环的占空比修正电路设计

设计了一款应用于高性能延迟锁相环的占空比修正电路。该电路主要由差分放大电路、占空比调整电路、缓冲器电路和占空比检测电路组成,采用TSMC 40 nm CMOS工艺和1.1 V的电源电压。仿真的结果表明,时钟频率2 GHz~8 GHz,占空比20%~80%的输入时钟信号,经过占空比修正电路调节后,输出时钟信号占空比变为50%±0.2%,可应用于高性能延迟锁相环中。