基于二重积分的双Buck变换器间接滑模控制

将双Buck变换器用于直流变换,提出采用二重积分的间接滑模控制策略,以达到提高系统稳态性能和动态性能的目的。对双Buck变换器采用统一控制方式,由状态空间方程对电路进行简化,得到等效电路。根据等效电路的状态方程,提出基于二重积分的间接滑模控制策略,根据等效控制原理设计得到控制信号,并分析其存在性条件和稳定性条件。实验结果表明,二重积分间接滑模控制策略改善了系统的稳态性能和动态性能。

分数阶双输入Buck变换器的逆向解耦PIλ控制

为提高分数阶双输入Buck变换器的动静态性能,提出一种逆向解耦PIλ控制。首先,基于状态空间平均法建立双输入Buck变换器的分数阶数学模型,推导其分数阶小信号等效模型。随后,分析能量间的耦合关系。基于逆向解耦方法实现变量间的解耦,并推导实现分数阶逆向解耦的必要条件。最后,对解耦系统分别设计分数阶PI控制器,并结合分数阶系统的Nyquist判据证明控制系统的稳定性。仿真结果表明,所提控制策略具有良好的抗干扰性能和动静态调节特性。

基于半桥双Buck功率变换器的电子镇流器

低频方波驱动模式是目前小功率金属卤化物灯电子镇流器抑制声谐振最有效的方法。本文提出了半桥双降压(Buck)型准方波谐振功率变换器,使所有的半导体开关器件都可以在零电压的条件下开通。并将其应用到70W金属卤化物灯电子镇流器中,达到了金属卤化物灯正常工作的要求。

双频Buck变换器工作模式

研究了基本双频Buck变换器可能存在的工作模式,详细分析了工作于"模式一"时变换器的工作原理。结果表明,基本双频Buck变换器的稳态和动态性能都存在明显缺陷,其应用领域受到限制。讨论了改进双频Buck变换器的工作模式,特别分析了其工作于"模式二"时的工作原理,在此基础上研究了改进双频Buck变换器工作模式的判定方法,提出了变换器在整个负载变化范围工作于"模式一"的关键条件。最后,在理论分析的基础上进行了实验研究。

交错控制双输入Buck变换器的工作模式及输出纹波电压分析

针对两路输入电压大小不等而导致交错控制双输入Buck变换器工作模式复杂、参数设计困难的问题,将变换器的两路输入电压分3种情况进行分析和讨论,并且建立了变换器工作于连续导电模式(CCM)和不连续导电模式(DCM)的临界负载、电感电流和输出纹波电压数学模型。研究发现,变换器的临界负载随两路输入电压压差的减小而增大,电感电流纹波及输出纹波电压随两路输入电压压差的减小而减小;当两路输入电压相等时,变换器的临界负载达到最大,电感电流纹波及输出纹波电压达到最小。最后搭建了双输入Buck变换器实验平台,并通过给定的3组输入电压进行实验分析,实验结果验证了变换器的工作模式以及输出纹波电压数学模型的正确性。研究结果可为交错控制方式的双输入Buck变换器的参数设计提供理论依据。

基于扩张状态观测器的单电感双输出Buck变换器滑模解耦控制

针对单电感双输出Buck变换器输出支路在发生负载扰动时存在交叉影响严重、瞬态响应慢的问题,提出了一种基于扩张状态观测器(ESO)的滑模解耦控制策略.首先考虑负载扰动问题,将系统模型转化为输出电压偏差模型,设计了主路ESO对负载扰动进行估计,并将干扰估计信息补偿到主路开关管的改进型趋近律反步滑模控制器.其次考虑支路耦合问题,将一支路依据自抗扰范式拟合为独立系统,其中支路耦合项和外界扰动被视作总扰动,设计了支路ESO对其进行估计,基于干扰估计信息和滑模控制算法在支路开关管构造了滑模自抗扰控制器.最后利用Lyapunov理论证明了主、支路控制器的闭环稳定性.仿真结果表明,该控制策略使得支路间的交叉影响显著减小,并提升了系统瞬态响应速度.

基于模型预测控制单电感双输出Buck变换器的仿真分析

针对光伏发电实际应用中单电感双输出(SIDO)Buck变换器存在固有交叉耦合影响的问题,文章在传统变换器的基础上,提出一种新型模型预测控制(MPC)算法。首先建立SIDO Buck变换器的状态空间平均模型,推导出目标模型的输出预测;其次优化控制算法,获得跟踪参考的最优控制输入。相较于经典PI控制,所提MPC算法不但具有优越的电压跟踪性能,还有效地减少了多路输出之间的交叉耦合影响,极大地提高了变换器的性能。最后,通过MATLAB软件进行仿真,验证了基于SIDO Buck变换器的MPC算法的正确性和可信性。

一种高降压比双输出Buck变换器的分析与设计

为解决传统单电感双输出SIDO(single-inductor dual-output)Buck变换器降压比低的问题,引入了二次型单元,提出一种高降压比双输出Buck变换器。对高降压比双输出Buck变换器的工作原理进行了深入分析,发现其存在4种工作模式,求出了变换器的电压增益表达式,得到了各个工作模式的临界电感,总结出了工作模式与电感和负载之间的关系。建立了各个工作模式的纹波电压解析式,并分析了纹波电压与电感的关系。以电感纹波电流和电容纹波电压为约束条件,获得了电感和电容的设计公式。搭建了实验平台,实验结果验证了理论分析的正确性。

单电感双输出Buck变换器控制方法分析

单电感双输出(SIDO)Buck变换器控制方法很多,不同的控制方法有各自的优缺点。在SIDO Buck变换器的控制方法的选择中,两路输出电压的纹波和交叉影响是两个最重要的参考因素。针对以上两点,本文对现有的SIDO Buck变换器的控制方法进行较为系统的阐述,主要包括连续导电模式下的电压控制方法以及断续导电模式下的分时复用控制方法的仿真对比分析。仿真结果对深入了解单电感双输出Buck变换器的控制方法以及控制方法的选择上具有重要意义。

基于单周期控制的双输入分时Buck变换器

多输入变换器允许幅值和特性不相同的多个电源输入,与多个单输入直流变换器相比,多输入Buck变换器可以共用一套滤波电感和滤波电容,可以减少器件数量,简化电路结构,减小变换器体积。基于单周期控制原理,针对双输入分时Buck变换器提出了一种简单易实现的新型控制策略。采用单一电压控制环路完成对两个输入源的控制,一个工作周期包含两个子周期,通过调整两个子周期的时间比可以实现两个输入源的功率分配和工作模式的切换。并对其控制原理和性能进行了理论分析,最后通过实验验证了理论分析的正确性。

一种用于光伏发电系统的Buck和Boost组合变换器研究

为适用于光伏发电系统宽范围的光伏阵列输出电压情况,将传统的Buck变换器与Boost变换器相结合,采用变换器合成的方式,研究了一种双开关Buck和Boost组合变换器。针对传统的Buck-Boost变换器控制比较复杂的缺点,根据该变换器的输入输出条件提出了三种工作模式,即Boost模式,Buck模式和临界模式。分析了该变换器的工作原理及其控制策略。与传统的Buck-Boost变换器相比较其具有正极性的输出电压和更宽的输入电压范围。仿真与实验结果表明该电路性能优良。

超快速加载Buck变换器设计

为了提高VRM的加载响应速度,该文分析了传统Buck变换器的最优加载过程,并基于传统Buck变换器提出了双输入Buck变换器电路方案,说明了其稳态工作过程和加载运行过程,以最优加载阈值为依据给出了附加电源的切换条件,并做了仿真对比研究.仿真和试验结果表明双输入Buck变换器较传统Buck变换器具有更快加载响应速度和更小输出电压跌落,且结构简单,易于设计和实现,适用于VRM主电路.

一种SPWM控制双Buck半桥逆变器研究

在分析了有关双Buck半桥逆变器的控制方法基础上,结合自己对此电路的研究,并采用了根据电感电流方向正弦脉宽调制(SPWM)控制方法应用于双Buck半桥逆变器。给出了此种控制方法的双Buck半桥逆变器工作的原理,分析了其工作过程,并给出仿真和实验结果。仿真和实验结果验证了控制方法的正确性。

一种解决光伏与市电互补问题的方法

在使用双输入Buck变换器做为主电路的光电联合供电系统中,采用现有的能量管理策略,可以实现光伏与电网协调工作。当两只开关管同时导通时,由于两只续流二极管均承受反偏电压而截止,因此电网电流势必会从太阳能电池板一侧流过。如果在此时测量太阳能电池板电流,将会对测量结果产生严重影响,而且可能直接导致系统无法正常工作。文中提出两种解决方案,即交错双沿调制和锁定方式,并对两种方式给出了理论分析,从理论上证明了两种方法的使用效果是一致的。最后,列出了采用交错双边沿调制基于Matlab/Simulink的仿真模型和结果,证明采用交错双边沿调制的驱动方式是可行的。