DC-DC Boost变换器系统的复合模态振荡分析

以DC-DC Boost变换器系统为研究对象,引入参数激励和外部激励,建立参外联合激励多尺度耦合动力学模型。当系统表现为严格共振关系时,且参数、外部激励频率与系统固有频率存在量级差时,把两激励项转化为单一周期激励项的函数形式,将此作为慢变参数,得到广义自治快子系统。主要探究了三种典型激励频率比下系统的复合模态振荡行为,借助单参数和双参数分岔图、复杂度谱熵图、转换相图等,分析了“非对称式光滑Fold-非光滑Fold型”、“周期性对称式非光滑Fold-Fold型”等复合模态振荡的产生机理和非光滑动力学行为特性。特别地,系统在不同频率比下的运行轨线结构,穿越非光滑分界面次数,簇发分岔点等均有所变化,从而导致含不同涡卷数的复合模态振荡。该研究为相关耦合电路的簇发振荡研究提供了理论基础及辅助分析模型。

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。

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。

一种改进PID控制算法的Boost变换器

为了克服采用SVPWM控制的三相Boost变换器中传统PID控制参数选取困难和控制过程中不能更改的问题,采用神经网络对PID控制算法进行了改进,设计了一种基于改进PID控制算法的三相Boost变换器,实现了PID控制参数的在线整定,提高了设计效率。仿真结果表明,与传统的PID控制相比,利用改进PID控制算法的三相Boost变换器能够有效地降低谐波,达到了设计要求。

利用超级电容供电的电磁弹射器研究

超级电容直接为电磁弹射器供电时因直线电动机反电势的抑制作用而放电不充分。为此,将超级电容与升压变换器级联的结构用于为电磁弹射器供电,并提出一种利用直线电动机反电势幅值与超级电容端电压之差去控制升压变换器的新方法,使超级电容能够快速充分地放电。仿真结果证明该控制方法是有效的。

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。

一种隔离式DC/DC变换器的研究

针对桥式电路和推挽式电路中存在的占空比丢失和变换器偏磁等问题,设计了一种新型DC/DC电路的拓扑结构,并对该电路的工作原理作了详细分析,最后得出了该电路的仿真和实验结果.

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。

关于本质安全Boost变换器的探讨

分析Boost变换器工作于连续导电模式(CCM)和不连续导电模式(DCM)时的电感电流,指出当输入电压为最低,负载电阻为最小时,且变换器工作在CCM下的最大电感电流就是该变换器在整个工作范围的最大电感电流,并将其与最小点燃电流相比较作为变换器内部本质安全的判断依据。实验结果验证了理论分析的正确性。

临界导电模式下BOOST变换器功率因数校正电路设计

针对临界导电模式下功率因数校正的问题,以BOOST电路为研究对象,推导了临界导电模式下功率因数校正电路的输入电流表达式,并详细分析了临界导电模式功率因数校正BOOST开关变换器的稳态特性。给出了开关频率与输入电压及功率的关系。提出了采用专用PFC控制芯片来调整开关管的开通时间,改善其关断条件,提高整个电路的工作效率,以达到提高功率因数的目的。研究结果表明,开关管在输入电源半个工作周期内保持恒定的导通时间就可实现变换器的单位功率因数工作,为设计变换器提供了理论基础。

直驱风电系统升压斩波器的设计与控制

直驱风力发电系统使用不控整流电路实现交直变换,在风速较低时发电机输出电压很低,需要在整流电路后加上Boost升压斩波电路实现升压,以保证后接逆变电路正常工作。阐述了直驱风力发电系统构成,详细分析了直/直升压变换电路的原理与设计方法,给出了升压斩波电路各元件的参数选择,并对2.2 kW实验系统完成了设计、制作。运行结果表明,变换电路能够实现直/直升压变换,系统效率较高,具有很好的实际应用价值。

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。

基于Simplorer的Boost变换器非线性研究

主要研究了电流控制模式Boost变换器的非线性现象,详细推导了电路的迭代映射公式,并通过MATLAB编程计算得到混沌图,同时建立Simplorer电路仿真模型,通过电感电流波形图和相图对三种不同电路状态进行分析和比较。为变换器的分析提供了另外一种有效的方法,并揭示了Boost变换器的非线性本质,为变换器的分析、混沌控制和反控制奠定了基础。

电动自行车太阳能充电系统最大功率跟踪电路

在电动自行车充电系统中,采用太阳能对蓄电池进行充电,由于太阳能输出特性是非线性的,为了使太阳能工作点始终在最大功率点附近,在分析太阳能电池的输出特性基础上,在硬件电路上采用DC/DC升压电路,软件上采用单片机输出PWM脉冲调节DC/DC电路内部开关管的占空比,来控制太阳能电池的输出电流,实现最大功率跟踪。

基于Lyapunov直接法控制的新型Boost功率因数校正开关变流器

分析了单相Boost功率因数校正(PFC)开关变流器的工作原理,并在Lya-punov稳定性理论的基础上,提出了一种新的Boost PFC非线性控制方法。该方法算法简单,易于实现,并具有大范围渐进稳定、动态响应快的优点。推导出了Lyapunov直接法的控制策略,并采用TMS320F2812对所提出的方法进行了验证,给出了实验波形。实验结果表明,提出的方法实现了控制目标,取得了良好的效果。

一个用于14位采样保持电路的全差分增益增强放大器的分析和设计

介绍了一种全差分增益增强CMOS运算放大器的设计和实现。该放大器用于14位20 MHz采样频率的流水线模/数转换器(A/D)的采样保持电路。为了实现大的输入共模范围,采用折叠式共源共栅放大器。主放大器采用开关电容共模反馈电路在获得大输出摆幅的同时降低了功耗。辅助放大器则采用简单的连续时间共模反馈电路。该放大器采用UMC Logic 0.25μm工艺,电源电压为2.5 V。Hspice仿真结果显示,在负载为15 pF的情况下,其增益为104 dB,单位增益带宽为166 MHz。

采用Boost PWM DC/DC变换器的正弦波逆变器

介绍了采用Boost PWM DC/DC变换器的正弦波逆变器的工作原理与控制方式。