宽转换范围的峰值电流模式BUCK电源环路设计

宽转换范围的BUCK电源芯片使用峰值电流控制模式设计需要考虑全工作范围内的稳定性。首先分析了峰值电流型BUCK变换器的小信号模型,归纳了其稳态工作时的传输函数。然后描述了控制环路的设计过程,尤其是Type Ⅱ和Type Ⅲ型跨导运放的补偿网络的选择和设计方法。最后通过Mathcad及Simplis电路仿真对宽转换范围的BUCK电源芯片环路设计结果进行了验证和总结。

伺服系统永磁同步电机参数辨识策略

基于对永磁同步电机d-q坐标系模型的分析,利用伺服驱动器本身的硬件资源,提出了一种永磁同步电机主要参数的辨识策略,实现电阻、交直轴电感、反电势系数等参数的辨识。在一台1.2 kW的永磁同步电机上进行了实验,完成了上述参数辨识,并在辨识参数的基础上设计了电流环调节器。得到的辨识参数具有较高的精度,验证了所设计的辨识策略的有效性,具有一定的工程实用意义。

LCL滤波并网逆变器双环控制参数设计与优化

并网逆变器中LCL滤波器的谐振峰可能引起系统不稳定。为了抑制谐振峰的影响,可以采用电容电流内环、并网电流外环的双电流环策略控制并网电流,但由于内外环都是电流环,其控制带宽相差不大,传统方法中内外环独立设计可能导致内外环控制器难以协调工作。文中提出了一种控制器参数整体设计及优化方法,采用少自由度的极点配置方法得到控制参数,在考虑系统具有一定稳定裕度的情况下基于时间乘以误差绝对值积分指标进行参数优化。采用该方法可避免控制参数的多次调整,同时具有良好的鲁棒性。在一台并网逆变器上的实验结果表明,所提出的整体参数设计与优化方法可使控制系统得到良好的动稳态性能。

一种模块化开环多路谐振恒流LED驱动电源

在LCD背光源、路灯照明等LED照明领域,需要多路恒流LED驱动电源来实现更好的性能和更高的可靠性。该文根据LCL-T无源谐振网络的恒流特性,提出一种模块化开环多路谐振恒流LED驱动电源,由一个高频全桥逆变器经变压器隔离变压后接多个LCL-T无源谐振恒流单元组成,一个恒流单元驱动一串LED,易于实现多路输出。文中在输入输出变化范围内保证输出电流均满足恒流精度要求的情况下进行参数设计。最后,搭建一台输出为五路、功率为200W的实验样机,样机效率可达94.7%。实验结果表明,实际输出电流满足恒流精度5%的要求并且实现了软开关,表明通过合理选取参数,可工作在开环模式下。

一种超低功耗的低压差线性稳压器环路补偿方法

针对低压差线性稳压器(LDO)电路设计中为改善环路补偿的稳定性增加电流缓冲电路而带来额外功耗的问题,提出一种嵌入式LDO环路补偿方法。该方法在原LDO的误差放大器模块中,嵌入一个由晶体管和电容组成的电流缓冲电路,该结构与误差放大器的共源共栅输出级共用晶体管,由于整体电路中不增加新元器件,因此消除了引入缓冲电路所带来的额外功耗。仿真实验验证了加入电流缓冲电路后系统环路稳定性能得到了改善。采用联华电子公司0.5μm 5 V的CMOS工艺线在LDO中进行了投片验证,实测芯片静态功耗电流仅为50μA,当输入电压从3V跳变到5V时,输出电压的上冲与下冲都小于15mV,负载电阻从18kΩ跳变到9Ω时,输出电压的最大变化小于20mV。投片测试结果表明,该补偿方法可在提高系统环路稳定性的同时消除额外功耗。

基于CFBCCⅡ的差分多环反馈电流模式滤波器的系统设计

提出了一个电流控制全平衡差分式电流传输器(CFBCCⅡ).该电路具有全平衡差分式结构:即具有一对差分式Y端、差分式X端和差分式Z端.在此基础上,提出了一种基于CFBCCⅡ的差分式全极点n阶多环反馈电流模式滤波器的系统设计方法.该系统可以通过不同反馈实现不同结构的低通滤波器.所设计的滤波器的截止频率具有电流可调性,滤波器不受阶数限制.所有的n阶滤波器均由n个CFBCCⅡ及2n个电容元件构成,所有的电容元件都接地,便于集成.

高速开关阀直控式闭环液压同步系统

针对液压同步系统不同的流量要求,采用高速开关阀直接控制的方式,设计了两组共三种闭环控制回路。考虑到结构的差异,分别采用脉宽调制(PWM)、脉码调制(PCM)以及复合脉宽的控制方式,结构简单,便于集成,能够实现较高精度的同步控制。

新型 CMOS 数控振荡器

提出了一种新型ＣＭＯＳ数控振荡器的设计．该振荡器由一个结构简单的电流控制振荡器和一组可数控的电流源电路构成，电路结构简单，非常适合作为ＡＳＩＣ单元电路使用，既可单独作为数控振荡器使用，也可用作为数字锁相环中的一个部件．计算机电路模拟结果表明，新型ＣＭＯＳ数控振荡器具有较高的自激振荡频率、较宽的频率变化范围及较高的频率控制精度等特性，在计算机接口电路中有着良好的应用前景．

采用双模拟控制器的大功率功率因数校正器设计

为了提高单相有源功率因数校正(Power Factor Corrector,PFC)电路的功率等级并满足谐波电流限度标准IEC 61000-3-2与IEC 61000-3-12,需要采用多级交错PFC结构。在分析了交错PFC的单周期控制、电感电流合成、电流均衡、电压环设计和电流环设计基础上,采用两只RENESAS推出的模拟控制器R2A20104设计和实现了8 kW四级交错的PFC。试验结果表明,四级交错PFC能够满足谐波电流限度标准,可以作为大功率家用空调、通信电源等前级PFC的首选方案,具有功率器件电流应力成倍下降、网侧纹波电流抑制和高性价比等优点,能够提高效率2%以上。

反电动势作用时电流闭环的工程设计方法研究

基 于反电 动势影响 时电流闭 环的数 学 模型， 提出 了 电流 闭环 的 工程 设 计策 略，并 给 出了工程设 计算法  实验结果 表明，系 统电流动 态响应 更逼近其 性能指标 要求图 ５ ，参

绕组反电势大小对双凸极永磁电动机运行的影响

绕组反电势是双凸极永磁电动机的重要参量之一。在电动机设计中,根据应用场合的指标要求对绕组反电势进行优化设计有助于电动机运行性能的提高。文中针对转子斜槽式12/8极双凸极永磁电动机,简析了应用单斩电流滞环控制的电机功率变换器的工作原理,阐述了反电势大小的变化对系统损耗、功率桥损耗分布及对电动机出力的影响,得出反电势大小的优化选择原则,并根据某航空用9kW电动机驱动系统的技术指标要求,给出电动机绕组的优化设计方案。绕组反电势优化前后的测试结果表明,反电势优化选取后,系统效率显著提高,运行性能明显改善,证明了文中分析及设计的正确性。

面向电流源型PWM整流器直流侧电压的多环路控制策略

三相电流源型PWM整流器作为低压直流配电系统有源前端时,因网侧LC滤波环节和直流侧电容的存在使系统控制难度增加。首先,在同步旋转坐标系下建立电压定向数学模型,通过控制网侧电流d轴与q轴分量,完成系统有功、无功功率的独立控制;其次,基于相量法提出一种电容电流补偿方法,仅构建电容电压前馈通道,实现间接电流控制策略下功率因数校正;然后,采用电容电压反馈有源阻尼法对网侧LC谐振进行抑制,详细分析反馈增益对系统稳定性的影响;此外,该文通过在内环引入直流侧电感电流反馈以及阻尼因子,进一步改善系统性能;之后,利用频域法与根轨迹法对整个控制环路进行分析,辅助Matlab/SISO设计工具,在离散域中直接优化设计控制器零点位置与环路增益;最后,通过仿真和实验结果验证了所提出方法的可行性和有效性。

双闭环调速系统设计方法的改进及其仿真

工程设计方法是双闭环调速系统最常用的设计方法。但在更高性能要求时则需要更好的设计方法。为此对电流环的结构与设计方法进行了改进,并且把用改进方法所设计的系统性能指标与用工程设计方法设计的指标进行了比较。通过对2种不同方法设计结果的计算机仿真分析,验证了改进方法的优越性。

基于工程设计法的移相全桥变换器设计

传统的双闭环控制补偿网络的设计依据伯德图进行,工作量大、且需要反复试凑和一定的实践经验,针对以上不足,将调节器的工程设计法引入移相全桥变换器的设计中,进行了系统动态建模并给出了详细的设计过程。利用Matlab/Simulink工具箱对系统输出特性进行了仿真验证分析,同时搭建了试验样机,仿真及试验结果一致,验证了工程设计法在移相全桥变换器的补偿网络设计中的可行性,证明该设计方法合理有效、简化了闭环系统的设计。

基于dsPIC30F3011的单相光伏并网逆变器设计

为满足小功率光伏阵列并网的需求,以dsPIC30F3011芯片为控制器设计了一种2 kW的单相光伏并网逆变器。给出了光伏并网逆变器的主电路结构及控制方案,采用了Boost电路及改进的扰动观察法来实现MPPT过程;在并网过程中,采用了电压电流双闭环控制策略,实现了单位功率因数并网。最后设计了系统的硬件电路及控制软件,并通过实验验证了逆变器的可靠性。

遗传算法在PFC控制电路优化设计中的应用研究

针对标准遗传算法易发生未成熟收敛和收敛速度过慢的缺陷,提出了遗传算法的改进策略。尝试应用改进的遗传算法优化设计PFC控制电路的控制参数,在控制电路小信号模型的基础上,分析电流控制环的主要作用,选择合适的适应度函数。

一种新颖的改进型重复控制器的设计

提出了一种新颖的改进型重复控制策略,克服了传统重复控制器内模使用过多数据存储空间的缺点。同时,在设计中加入电流内环,增加系统的稳定性。详细分析了新型控制器的模型,给出了控制器优化设计方法,最后,通过实验证明了理论分析的正确性。

永磁同步直线电机电流预测控制优化设计

针对光刻机工件台中的永磁同步直线电机伺服系统需要高跟踪精度和高频响等问题,电机驱动控制系统的电流内环应具有快速响应能力。为了研究高动态性能的电流环控制策略,提出一种基于空间矢量脉宽调制技术,并通过引入修正因子来优化电流预测控制的算法,在保证对电流指令稳定跟踪的同时,提高了电流环的动态性能,有效地解决了传统的电流预测控制策略中稳态特性和动态特性之间的平衡问题,适合应用在要求电流环具有高动态特性的场合。构建了系统仿真模型和基于FPGA的实验平台,仿真和实验结果表明该优化算法的正确性和实用性。

基于GaN功率器件伺服驱动系统的设计与研究

GaN等高频功率器件应用于电机驱动领域,高频化后的驱动系统能够显著减小系统的体积、重量和成本,但也会带来du/dt和di/dt过大的问题。首先设计了基于GaN功率器件伺服驱动器的硬件电路,对GaN驱动电路中PCB设计存在的问题进行了详细的分析,并给出了PCB寄生参数的优先级顺序,同时用FPGA控制器实现了电机的双闭环控制算法,最后通过仿真和实验,实现了电机的转速控制,这对于GaN功率器件在电机驱动领域的推广和应用具有实际意义。

航空直流电源中PFC电路设计

Boost PFC变换器的优点是:输入电流的高频纹波小;输出滤波电容储能大;在整个输入电压范围内可以保持较高的输入功率因数。因此,Boost PFC变换器得到了深入的研究和广泛的应用。本文设计出航空直流电源PFC电路,并且设计出电流和电压双闭环系统,实验证明它的高可靠性。