串联谐振变换器的扩展描述函数法建模研究

采用扩展描述函数法建立了串联谐振DC/DC变换器的小信号等效电路模型。通过仿真得到了频率特性曲线,分析了电路主要参数,包括输入电压、品质因数、占空比和开关频率对系统频率特性的影响。然后搭建了实际电路,利用频率特性分析仪测量了基于移相控制的串联谐振变换器的频率特性,实验结果与仿真结果具有良好的一致性,说明应用扩展描述函数法可较为准确地对谐振变换器建模。

基于扩展描述函数法的双向全桥LLC变换器建模

文章采用扩展描述函数法对双向全桥LLC谐振变换器进行数学建模,建立了其小信号线性动态模型。并在此基础上完成了补偿网络的设计。最后利用Matlab软件对闭环网络进行仿真分析,实验结果显示通过该数学模型设计的闭环控制系统具有良好的动态及稳态性能,证明了通过扩展描述函数法可较为准确的对双向全桥LLC谐振变换器进行数学建模分析。

LLC谐振变换器的扩展描述函数法建模

给出了LLC谐振变换器的等效电路,基于扩展描述函数法建立了该等效电路的小信号模型、得到了LLC变换器的稳态解及其直流电压增益特性。借助PSpice仿真软件得到了该变换器在不同开关频率和不同电路参数下输出变量对控制变量的频率特性曲线。分析了开关频率、输入电压、占空比、品质因数和负载等主要参数对频率特性的影响。所作的工作对变换器参数的优化设计、闭环控制及动态性能设计具有指导意义。

基于扩展描述函数法的直流变换器小信号建模与仿真

双向有源桥式电路(DAB)、谐振类直流变换器等拓扑由于不满足"直流小纹波"特性,因而无法应用开关电路等效法、状态空间平均法等最常用的方法来得到其小信号模型。要得到此类拓扑的小信号模型,必须采用其他的建模方法。扩展描述函数法基于谐波平衡理论,将变换器中重要的交流成分作为主体,对其进行分析,进而得到变换器的近似等效小信号模型,十分方便简单。本文基于扩展描述函数法,针对上述电路拓扑分别进行了小信号模型的理论推导。仿真软件交流扫描分析得到的结果与理论结果相符。

CLLLC谐振电路模型改进方法研究

CLLLC谐振变换器能实现功率双向流动以及全局软开关而广泛应用于电动汽车充电和直流微电网中。文中对CLLLC电路的小信号建模方法和静态建模方法分别进行改进。谐振型变换器,由于其状态变量含高频的开关分量且开关周期平均值为0,因此,无法满足传统状态空间平均法中小纹波假设的条件。对传统扩展描述函数法进行改进,通过正弦和余弦分量的叠加来表示对应的状态变量,并对各状态变量取各模态的加权平均值,建立CLLLC电路的小信号模型。在开关频率小于谐振频率段内,为简化建模中对状态量稳态值的求解计算过程且同时保持高精度,提出一种状态变量优化计算方法,即在等效输出负载中包含开关频率和谐振频率信息,在此基础上对输出电压波形进行简化近似,得到更准确的输出等效负载。该方法可得到与基波近似(fundamental harmonic approximation,FHA)法相同的简化结构,解决了其工作在欠谐振时状态量求解精度低的问题。此外,该模型还可用于电路参数设计,以提高谐振腔参数设计的精度。最后,通过仿真和实验对所提模型进行对比和验证。

电动汽车车载电源LLC谐振变换器滑模控制

为了增强电动汽车车载电源对负载扰动的鲁棒性,有效抑制系统输出电压的过冲,将一种改进的滑模控制策略应用于电动汽车车载电源控制系统中。为减少系统开关损耗,提高系统效率,车载电源采用LLC谐振变换器拓扑结构。利用扩展描述函数法建立LLC谐振变换器的非线性模型,并在此基础上设计滑模控制方法。选取全局积分滑模面,通过动态的非线性滑模面,设计了整个运动过程中的滑动模态运动,显著地改善了对负载扰动的动态响应。通过仿真和实验证明了所提出的滑模控制策略有效解决了传统PI控制器在负载扰动较大情况下输出电压过冲过大的问题,提高了电动汽车车载电源控制系统动态品质。

双向全桥CLLLC谐振变换器建模与分析

针对传统状态空间平均法不适用于谐振变换器建模的问题,采用扩展描述函数法,建立了双向全桥CLLLC谐振变换器的小信号模型;给出了该变换器谐振参数的设计方法,得到了适用于本文变换器的参数;设计了正向/反向运行时的控制器补偿函数,并搭建闭环仿真电路进行了仿真分析.仿真结果验证了本文所建立的模型和设计的控制器补偿函数的正确性.

数字控制式LLC谐振变换器建模分析与验证

针对半桥LLC谐振变换器的建模及其验证展开分析,同时分析了数字控制对系统稳定性造成的影响,并给出采用数字控制时系统稳定性的解决方案。首先,通过扩展函数描述法得到传统的模拟域数学模型,并在Saber中搭建仿真模型,利用小信号分析法验证该数学模型的准确性,从而得出得到的系统数学模型具有参考性,由此提供了环路设计的基础;其次,采用数字控制,考虑到其离散特性,分析了数字控制对系统稳定性的影响,并通过Matlab仿真验证了该理论的正确性,最终设计出性能良好的数字PID补偿器;最后,针对实际应用场合,搭建实验平台,进行相关实验验证。