矿用本安电源Buck变换器设计研究

基于纹波和本质安全的要求,对矿用本安电源Buck变换器连续导电模式(CCM)和不连续导电模式(DCM)下,载入电压-负载构成的平面上4个工作区域的工作原理进行分析,分析输出纹波的影响因素。根据最大输出纹波电压和本安判据的要求,得出Buck电路中电容电感参数的范围,给出矿用本安电源Buck变换器的设计方法和步骤。根据实际应用搭建系统测试平台,实验结果验证了理论分析的正确性和有效性。

Buck-Boost双向变换器无过零检测TCM控制研究

提出一种基于变频控制的TCM模式实现方案,其在简化传统控制方案的同时,更易实现多模块的交错并联。首先对TCM模式实现软开关的原理进行分析,然后对TCM模式下电感电流的频率特性进行研究。在对频率特性进行分析之后,通过构建频率和占空比两个控制器,据此提出一种变率控制实现TCM模式的方案。最后搭建实验500 W的样机,通过实验验证新方案的正确性。

离散PID控制在Buck变换器中的应用研究

为提高Buck系统的快速跟踪性能,提出了一种改进的离散PID控制策略。在建立Buck电路数学模型的基础上,设计了基于离散PID控制算法的Buck变换器,并对PID控制参数进行了整定,提高了系统效率。仿真结果表明,与常规PID控制相比,利用离散PID控制算法系统在快速性、稳定性、准确性得到显著提高,系统具有较强的鲁棒性。

Buck变换器在Matlab/Simulink下的仿真研究

首先分析了Buck变换器的工作原理,推导出Buck变换器电路参数的计算公式;然后介绍了Buck变换器的控制技术及其特点;最后在Matlab/Simulink下建立仿真模型。仿真结果验证了提高开关管的频率,可使输出电压更平稳。

Buck变换器参数辨识的研究

构建了Buck变换器参数辨识的方法。通过检测电感电流和输出电压的波形信号,可辨识出电路的滤波电感、滤波电容及其等效串联电阻,并可应用于参数在线辨识,故障趋势判断和预知维护。最后通过实验验证了这一方法的有效性。

基于Buck变换器的磁稳定床感应器直流电源

设计了一种磁稳定流化床(MSFB)感应器用直流电源,为提高系统的可靠性,采用了以多重化Buck变换器为主电路的双机热备冗余设计。介绍了直流电源的系统设计,阐述其控制系统的硬件组成和软件控制策略。现场投运结果表明,所设计的直流电源有较好的均流效果,电流输出平稳,有一定的容错能力。

基于Fly-Buck的新型隔离偏置电源的研究

栅极驱动器在电力电子设备中具有重要作用,多以电荷泵电路和反激式隔离电路作为驱动电源。针对传统非隔离型电荷泵电路驱动能力有限、安全性低以及隔离型反激式拓扑闭环反馈控制复杂、多绕组输出交叉调整率等问题,文中介绍了一种基于同步整流Fly-Buck拓扑的隔离型偏置电源。分析了Fly-Buck变换器的工作原理,推导出CCM下电路基本的稳态工作关系,仿真与制作样机实验,通过实验数据观测,验证了理论分析的正确性以及本文提出的辅助电源的可行性。与传统的隔离式反激拓扑结构相比,Fly-Buck变换器具有交叉调节好、线路瞬态响应小、EMI低等优点,同时设计简单灵活,适用于多种输出配置。

改进COT控制的DC-DC Buck变换器设计

随着现代科技的发展,移动电气设备越来越频繁地出现在人们的生活和工作中,为保障其安全可靠运行,对高效能DC-DC变换器的研究也越来越受到重视。提出一种基于恒定导通时间(Constant On-Time,COT)控制架构的DC/DC Buck变换器设计方案,可用于提供优质直流电源。相较于传统Buck变换器,所提方案通过COT控制使工作中导通时间保持恒定,同时加入新的滤波电路增强瞬时输出电压的纹波振幅,并计算了其工作参数。最后采用SIMPLIS仿真系统对设计的方案进行仿真,可以看出所设计的Buck变换器具有响应速度较快和轻载下效率较高的特点,能输出稳定的直流波形。

一种转移法消除电流纹波的电路研究

分析了电力电子设备中纹波电流产生的原因,设计了一种新型的通过并联副回路来消除主回路电流纹波的方法,首先阐述其工作原理,并使用PSPICE工具对其仿真验证,然后通过硬件实验验证了该方法的可行性,最后对该方法进行系统分析.

平抑间歇式电源功率波动的混合储能系统设计

混合储能综合了功率型储能器件和能量型储能器件的优势,弥补了单一储能技术的不足,是储能技术的重要发展方向之一。针对平抑间歇式电源发电功率波动的应用需求,研究了超级电容器/蓄电池混合储能系统。结合间歇式电源的运行和控制,首先分析了超级电容器/蓄电池混合储能系统的作用,然后针对超级电容器、蓄电池的输出特性和应用需求,进行了混合储能功率电路的设计,并以蓄电池储能量和超级电容器储能量为核心进行了混合储能系统能量管理方案的设计,所设计的能量管理方案具有中央管理单元控制和本地控制2个层次,具有自适应特征。仿真和实验证实了上述方法的有效性。

串联锂离子电池组能量均衡策略的研究

电动汽车中串联锂离子电池组使用时出现的严重能量不均衡问题极大地缩短了电池的使用寿命。提出一种新型的双向能量均衡策略,主电路由Buck-boost和Boost电路组成,控制单元采用单周期控制技术。详细分析了电路实现能量均衡的工作原理,设计了相应的单周期控制器和选择方法,并对均衡功率和均衡效率进行分析计算。实验结果表明,该方法结构简单,有效实现了能量从高能单体向低能单体快速双向传递,解决了串联锂离子电池组能量不均衡问题。

动力电池组的二级式均衡控制策略研究

为了克服电动汽车电池组单体电池的不一致性对电池组整体性能和使用寿命的影响,进行了电池组均衡充电控制策略研究。分析了基于反激变换器的均衡方式和基于Boost-Buck斩波电路的均衡方式,结合两种均衡方式的优点以及锂离子电池恒压/恒流的充电方式,提出了一种二级式均衡控制策略。实验结果表明,该二级式均衡控制策略比反激变换式和斩波电路式在均衡速度和均衡效果上都有显著提高。

锂电池/超级电容混合动力系统及控制策略

混合动力轻轨车(Hybrid Light Rail Vehicle,HLRV)以锂电池作为主动力源,超级电容作为辅助动力源,具有良好的技术性与经济性。提出锂电池与超级电容分别通过Buck/Boost双向变换器并联于直流母线侧的储能主电路结构,以实现功率的双向调节并提高超级电容器利用率。为了提高系统输出功率以及减小电流纹波,采用三相交错并联结构。针对锂电池响应速度慢的问题,提出了超级电容响应负载变化,锂电池响应超级电容低频分量的间接功率控制策略。仿真结果验证了该系统以及控制策略的正确性。

DC-DC变换器中双开关网络的平均模型及其应用

根据电感上电流的断续情况,开关变换器可以工作在连续导电模式(CCM)和断续导电模式(DCM)。开关网络的等效变比μ(t)可以被认为是CCM开关网络占空比d(t)的另一种表达式。因此,以CCM变换器为例的模型结果还可以用在其他工作模式,甚至可以使用于其他结构的变换器,需要处理的只是用μ(t)代替d(t)。等效变比可以用作判断工作模式的标准。在这个仿真电路中,用平均开关模型子电路CCM-DCM代替了由功率场效应功率管和二极管组成的开关网络。

磁悬浮反作用飞轮电机滑模变结构控制

针对反作用飞轮大惯量、受多种干扰力矩综合作用的特点和采用传统控制方法很难满足其动态品质和扰动抑制能力要求的问题,对卫星高精度姿态控制系统中的磁悬浮反作用飞轮电机进行系统分析与建模,并依据变结构控制理论提出一种双滑模面变结构控制方法,控制器的设计满足以李导数形式表达的到达条件。仿真结果表明:与经典PID控制器相比双滑模面变结构控制器具有超调量、稳态误差小,响应速度快、扰动抑制能力强的优点;与单滑模面变结构控制器相比双滑模面变结构控制器有效的抑制了滑模抖振,减小了系统的超条量和稳态误差。双滑模面变结构控制提高了磁悬浮反作用飞轮电机的动态性能和控制系统的抗干扰能力,对于实现卫星高精度、高稳定度控制具有重要意义。

基于IRU3037降压变换器的设计方法

针对集成电路制造设备中部分模组对大容量、高效率及稳定输出电源的要求,提出了一种基于IRU3037同步控制器作为闭环反馈补偿器的降压变换器的设计方案,选择PI调节器作为补偿电路,并根据实际需要计算选择合适的电子器件,通过电路仿真和实际测试,结果表明设计的电路输出稳定、灵敏度高。