基于改进型双向Cuk变换器电池均衡控制研究

为提升锂离子动力电池包均衡效率,提出一种基于改进型双向Cuk变换器电池均衡控制方法。对改进型双向Cuk变换器与反激式变压器进行有效结合,对改进型双向Cuk变换器与反激式变压器进行均衡电路设计,制定了控制策略和均衡阀值。通过仿真分析得到,在静态和动态工况下,电池电压和SOC能快速达到均衡目标,并且单体电芯无多余重复性充放电,降低了系统因重复性充放电的能耗问题。对目标系统进行实验测试,实验结果显示仿真结果与实验结果具有一致性,验证了本方法的合理性,为提升电池均衡效能提供方法参考。

一种新型高增益Cuk变换器研究

针对传统升压变换器升压能力不足的问题,基于Cuk变换器输入输出电流连续的优点,提出了一种新型高增益Cuk变换器。分析了新型高增益Cuk变换器的工作原理、工作模态,建立了新型高增益Cuk变换器的EL(euler-lagrange)模型。基于无源控制理论,采用阻尼注入方法设计了新型高增益Cuk变换器的无源控制器。无源控制器可使新型Cuk变换器具有良好的动、静态性能和对负载变化的鲁棒性。仿真及实验结果表明该变换器及其无源控制器是可行的。

一种基于CUK变换器的通用型固体激光电源

介绍了一种性能优异的新型固体激光电源。采用新型的变换器结构,使电源具有较强的通用性。给出了原理电路模型,分析了工作原理。实验证明,该电源结构简单、适应范围广、成本较为低廉、工作可靠。

新型磁集成组合式CUK变换器

提出了一种磁集成组合式CUK变换器。该组合变换器由2个基本CUK变换器组合而成,同时将变换器中3个电感进行磁集成。通过对组合变换器进行模态及工作性能分析,组合变换器的电压增益是基本CUK变换器的2倍,电感磁集成后电感电流纹波显著降低。分析给出了减小电流纹波磁集成电感耦合度设计准则。仿真和实验验证了理论分析的正确性。磁集成组合式CUK变换器可以应用于光伏、燃料电池等发电系统。

直流降压型Cuk开关变换器的设计分析

传统降压Buck电路由于输入电流不连续存在纹波大、效率低等问题。新型降压Cuk电路则可以很好地改善这些问题。先对降压型Cuk电路的工作原理进行了详细的分析和公式的推导,且给出了电感和电容的设计;然后应用PSPICE软件仿真对比了降压Cuk电路和Buck电路;最后通过实验验证了该电路降压变换的优良电气性能。

新型无源无损软开关Cuk变换器的研制

针对传统的无源有损(RLD/RCD)Cuk变换器开关损耗高、开关瞬间电流与电压尖峰大和系统转换效率低的不足,研究了一种新型的无源无损软开关Cuk变换器。分析了变换器的工作原理,详细阐述了各阶段工作模态,设计了电路的参数,并最终研制了一台400W的实验样机。实验结果表明,该变换器实现了开关管的零电流开通和零电压关断,可有效降低开关损耗,减小开关瞬间电流与电压尖峰和提高系统转换效率。

基于EL模型的Cuk变换器无源控制器

为提高Cuk变换器的性能,提出了一种基于Cuk变换器EL模型的无源控制方法。首先建立Cuk变换器的EL(Euler-Lagrange)模型,根据控制目标,确定Cuk变换器的期望平衡点,基于无源控制理论,采用阻尼注入方法设计Cuk变换器的无源控制器。仿真结果表明,Cuk变换器无源控制器可使Cuk变换器具有良好的动、静性能和对负载变化的鲁棒性。

一种高增益升压Cuk变换器及其改进模糊控制

通常,光伏发电等新能源发电领域需要将低压电能通过高电压增益DC-DC变换器升压与母线电压匹配。本文提出一种高增益升压Cuk变换器,通过结合耦合电感与二极管电容单元使变换器增益得到提升,采用附加二极管电容单元有效地抑制漏感引起的开关管电压尖峰。为了提高所提出变换器的动态性能与抗扰能力,结合Takagi-Sugeno-Kang(TSK)模糊控制技术,提出了一种动态改变输出比例因子的改进模糊控制方法,该控制方法具有鲁棒性强、模糊规则数少、计算量少、控制简便等特点。论文对所提出变换器的工作原理、工作特性及其控制方法进行了详细理论分析,进行了计算机仿真验证并设计了一台输入36~70 V,输出400 V/400 W的实验样机。计算机仿真与实验结果表明,通过设计合适匝比可有效提高提出变换器的电压增益,在48 V输入下,样机最高效率可达96.4%;与传统PI控制相比,当输入电压在36 V与70 V之间阶跃变化以及负载在0.05 A与1 A之间阶跃变化时,提出的模糊控制方法能更有效抑制扰动,提高了变换器的动态性能。

一种高增益Cuk变换器

为了提高传统Cuk变换器的电压增益和减小输入电感电流纹波,提出一种适用于光伏发电系统的高增益Cuk变换器。利用带有自举电容的开关电感单元替代传统Cuk变换器中的输入电感,并对开关电感单元与输出电感进行了磁集成。分析了变换器的工作模态,推导得到了变换器电压增益表达式;分析了二极管与开关管电压应力的大小,给出了电感耦合度的设计准则。给出了高增益Cuk变换器集成磁件设计方案和设计方法。与传统Cuk变换器相比,高增益Cuk变换器的电压增益提高了2倍。仿真与样机实验结果验证了理论分析的正确性,表明提出的高增益Cuk变换器具有优良的综合性能。

交错并联磁集成开关电感/开关电容Cuk变换器

为了提高传统的Cuk变换器的电压增益、电压传输效率、输出电流纹波,同时减小电感支路的电流纹波和变换器的体积重量,将磁集成技术和交错并联技术应用到传统的Cuk变换中,提出了交错并联磁集成开关电感/开关电容Cuk变换器的拓扑。通过采用开关电感/开关电容结构替换传统变换器中的电感与电容的方式,采用磁集成技术并合理设计耦合电感间的耦合系数,能够减小该变换器电感支路的电流纹波、提高系统暂态响应速度、减小变换器的体积重量,进而提高变换器的电气性能。最后通过实验样机的结果验证了理论分析的正确性。

一种简单新型拓扑Cuk AC/AC变换器及其仿真研究

由CukDC/DC变换器的拓扑结构导出一种只具有两个开关的PWMAC/AC变换器的简单新型拓扑———CukAC/AC变换器。给出单相和三相CukAC/AC变换器的拓扑结构,分析CukAC/AC变换器的外特性及小信号特性。仿真结果验证了所提的CukAC/AC变换器的合理性和可行性。

具有低输出电流纹波的高功率因数Cuk PFC变换器

工作于输入电感电流断续模式的Cuk功率因数校正(PFC)变换器,在半个工频周期内占空比恒定时,其输入电流存在谐波畸变,功率因数(PF)较低。针对此问题,研究了工作于输入电感电流断续模式、输出电感电流连续模式的Cuk PFC变换器。通过推导输入电流和PF值的表达式,设计了一种基于变占空比控制的Cuk PFC变换器,可保证在宽输入电压范围内使PF值接近于1,且减小器件的电流应力。通过占空比拟合的方法简化了控制电路的设计。充分利用了Cuk变换器输出电流无脉动、纹波小的特点,实现了低纹波的恒流输出。最后,通过仿真和实验对定占空比控制的Cuk PFC变换器与提出的变占空比控制Cuk PFC变换器进行了性能对比,验证了理论分析的正确性。

V^2控制Cuk变换器建模与瞬态性能分析

将具有快速瞬态响应的V^2控制技术应用于Cuk变换器,分析了V^2控制Cuk变换器工作于电感电流连续导电模式(CCM)的原理。利用时间平均等效建模方法,推导包含输出电容等效串联电阻(ESR)的CCM Cuk变换器主电路传递函数。在此基础上,建立V^2控制和峰值电流控制CCM Cuk变换器的精确小信号模型,详细推导控制-输出传递函数及输出阻抗,并从频域角度对比分析V^2控制和峰值电流控制CCM Cuk变换器的瞬态特性。建立V^2控制和峰值电流控制CCM Cuk变换器的时域仿真模型和实验电路,通过仿真和实验对比分析两种变换器的稳态和瞬态性能。研究结果表明:V^2控制与峰值电流控制CCM Cuk变换器具有相同的稳态性能;相比于峰值电流控制,V^2控制CCM Cuk变换器具有更快的负载响应速度。

基于Cuk变换的MCR-WPT系统阻抗匹配研究

在分析无线充电系统的基础上,在发射端检测电流电压相位并加入锁相环调整系统频率,使系统处于谐振状态,提升系统的传输效率。同时,为满足无线充电系统在不同负载阻值下都具有较高效率,在负载端接入Cuk变换器并采用PID控制策略实现系统恒功率输出。用Simulink仿真平台搭建模型,当系统处于谐振状态后,负载阻值在20、30、40Ω时系统传输效率最终稳定在0.84,并且稳定持续输出5 kW的功率。

基于Cuk变换器的永磁记忆电机调磁控制

针对永磁记忆电机(permanent magnet memory motor,PM-MM)调磁控制中存在的电压限制问题,提出一种基于Cuk变换器的控制策略。首先分析随着PM-MM调磁速度的增加,电压限制问题对系统稳定性的影响;在此基础上利用Cuk变换器的原理,结合PM-MM的数学模型,针对调磁过程中的电压限制问题,提出了一种基于Cuk变换器的PM-MM调磁控制策略,并以一台20 kW的PM-MM为被控对象进行仿真研究。结果表明:所提策略能有效补偿电机调磁过程中所需的电压,大幅抑制了充磁过程中的转矩及转速的波动,提高了系统的稳定性。

Cuk变换器输入输出线性化直接电流控制

对于Cuk变换器,提出了两种非线性控制方案包括李雅普诺夫直接法和输入输出线性化控制法。在李雅普诺夫直接法的基础上提出了一种直接电流控制法,通过直接控制电感电流,间接获得期望的输出电压,实现了原系统的部分线性化,即输入输出线性化,并指出输入输出线性化比李雅普诺夫直接法控制系统结构更简单,控制代价更低。数值仿真和实验验证了所提控制方案的正确性和优越性,控制系统具有良好的稳态和动态特性。

一种非线性控制的PFC Cuk AC/DC变换器

主要分析了不连续导电(DCM)模式下,基于非线性单周期控制的Cuk有源PFC电路的工作原理,给出了设计实例和仿真结果,证明了理论分析的正确性。

Cuk变换器在独立光伏发电系统抗扰性优化中的应用

在蓄电池/超级电容混合储能独立光伏发电系统中,为了减小系统体积及提高系统抗扰性,采用单向Cuk变换器代替传统Boost变换器实现光伏电池最大输出功率点追踪,采用双向Cuk变换器代替传统Buck/Boost双向变换器连接储能系统与直流母线。系统仿真分析结果表明,当光伏电池输出功率波动及负载发生突变时,在稳定母线电压及平抑负载功率波动方面,Cuk变换器均有明显优势。

Cuk变换器获得输出回路电流低纹波的方法

给出了 Cuk变换器获得输出回路电流低纹波的条件 ,提出了一种易实现精确调整的磁路结构 ,研究了调整方法 ,实验证明方案正确 。

基于SIMULINK的Cuk PWM Dc-Dc变换器的仿真模型

讨论ＣｕｋＰＷＭＤｃ－Ｄｃ变换器的建模方法，推导出ＣｕｋＰＷＭ变换器的非线性状态变量方程，并据此得到了Ｃｕｋ变换器的Ｓｉｍｕｌｉｎｋ模型。给出ＣｕｋＰＷＭ变换器的开环仿真曲线，结果表明：该仿真模型正确。