高频开关电源变换器的数字控制研究

随着电力电子技术的迅速发展和高频开关电源变换器在各类电子设备中应用的日益广泛,数字控制技术因其卓越的性能和高度的灵活性成为研究的热点。通过分析数字脉宽调制(Digital Pulse Width Modulation,DPWM)生成数字占空比信号时产生的问题,引出将模拟控制信号转换成数字占空比信号存在的局限,进而基于Boost变换器提出一种类比例-微分(Proportional-Derivative,PD)的模糊逻辑控制器(Fuzzy Logic Controller,FLC)。该数字控制系统可以直接生成占空比信号而不会导致极限环振荡,并通过实验证明了设计的控制器的有效性。高频开关电源变换器的数字控制研究旨在为电力电子领域提供更加精确、灵活及高效的控制方案,进一步推动高频开关电源变换器技术的发展。

弱电网下考虑数字控制延时的LCL并网逆变器改进WAC控制策略

传统加权平均电流(WAC)控制方法因控制延时产生反向谐振峰而失去环路降阶特性,导致系统在弱电网下具有极大的失稳风险。文中首先分析了控制延时与弱电网共同影响下,传统WAC失去降阶特性导致系统失稳的问题,不再从环路降阶的角度而是在等效阻抗模型的基础上对系统输出阻抗进行失稳分析;然后在电压比例前馈的基础上,从增强谐波抗扰能力及稳定性入手,提出基于多二阶滤波器的电压前馈控制策略,对系统输出阻抗进行重塑,进而提升等效输出阻抗在中低频段的相位裕度,增强系统对电网阻抗宽范围变化的适应性。仿真及实验结果表明,该策略对弱电网阻抗宽范围变化具有较强的适应性,能够输出优良品质的入网电流。

基于数字控制的多功能流体力学实验平台的设计与研发

当前民航业的发展,迫切需要高质量创新型专业人才的加入,尤其对以“两业融合”的飞机设计与运维人才的需求和培养提出了更高要求,而以“强基固本、分类卓越”为目标的创新型人才培养正是解决这一需求的有效手段。在高校对人才的培养过程中,课堂教学与实验教学均不可或缺[1-2],这就必然要求我们需要不断改进课程体系和实验教学体系,切实深化和体现出专业建设中的“真设计与真制造”,以便更好地适应和服务于行业的发展要求[3-4]。

“数字控制”下劳动秩序的价格逻辑及其竞争法规制——以送餐软件为例

在数字化时代,“数字控制”下的劳动秩序应运而生,经营者依托平台、算法和数据对从业人员的劳动时间、劳动方式、劳动绩效进行精细化管理,进而塑造了一种新型的劳动管理模式。“数字控制”下劳动秩序一方面展现了数字时代经营管理的创新成果,另一方面也暴露了劳动者权益保障的不足和算法权力的过度扩张等隐患,其通过对劳动价格和订单价格的微粒式和个体化调整引发了新的市场竞争担忧。从竞争法的视角出发,运用法律手段规制市场秩序,调整和优化“数字控制”下的劳动秩序显得尤为重要。应通过反垄断和反不正当竞争法规来规范平台运营,引导“数字控制”走向理性化发展;抵制价格垄断行为,确保市场价格的合理性和公正性;维持市场的有效竞争,以保持数字经济行业的活力和创新能力;推进法律制度的完善,构建起一套有效的价格反垄断机制,为数字经济的健康发展提供坚实保障。

采用数字控制的400Hz大功率逆变电源

详细分析数字控制对400Hz大功率逆变电源特性尤其是计算延时对电感电流反馈环或电容电流反馈环带宽的影响。分析表明数字控制使得电流反馈环带宽大大减小,逆变电源无法抑制由于死区时间以及非线性负载等非线性因素产生的低次谐波,降低了电源的性能。分析其它采用电压、电流双闭环数字控制的400Hz逆变电源必须采用幅值环作为外环控制的原因,并指出其存在的缺点。为了获得高性能的控制效果,提出一种基于谐振控制器的新型的单电压环控制策略,并分析现有文献中谐振控制器的不同离散化方法之间的关系,进而提出谐振控制器数字化实现的一种更为直接的方法。所提出的数字化控制方法简单易行,可以实现特定谐波的完全消除,即便在定点数字信号处理器(digital signal processor,DSP)上也能很好地实现。在16位定点DSP控制的三相90kVA组合式400Hz逆变电源上的线性负载以及非线性负载实验表明,该方法正确可行,性能优良。

逆变电源PI双环数字控制技术研究

本文分析了正弦波逆变电源实际应用情况和数字控制的特点,提出了一种带输出电流前馈的PI双环(输出电压外环滤波电感电流内环)数字化控制方案,利用极点配置的方法设计控制系统参数,并根据实际系统模型设计了输出电压和电感电流的状态观测器,最后给出了各种实验条件下的实验波形。实验结果表明,该方案设计简单、实用,能很好地达到逆变电源输出的各项性能指标要求。

非线性环路补偿的交错并联BUCK变换器数字控制策略研究

针对氢能燃料电池输出低电压、大电流,不能适用通讯基站电源的问题,设计了一种电力电子交错并联BUCK变换器,同时提出了一种非线性环路补偿的数字控制策略。文中采用两个BUCK电路并联,控制信号为180°两相交错脉冲宽度控制,采用小信号模型建立了电压环、电流环数学模型,控制策略采用电流内环、电压外环双闭环控制。为了控制快准稳,分别对两环路控制策略补偿校正设计,通过环路补偿数字控制策略搭建交错并联BUCK变换器simulink模型,仿真结果表明变换器在输入范围下实现了48 V直流稳定输出,验证了本研究的有效性。

正弦波逆变电源的数字控制技术

概述了逆变电源数字化技术的现状、意义 ,详细介绍了逆变电源数字控制的几种控制策略。

大功率400Hz逆变电源数字控制设计

为了实现大容量中频逆变器的数字控制,在两级H桥结构基础上,分析了数字控制时由采样、计算及脉宽调制过程产生的延时及其对系统性能的影响。采用P+谐振控制,通过在连续域设计中引入等效延时环节的方法,对数字控制参数进行了设计。建立了一个100kVA的400Hz/115V逆变器仿真模型,通过离散数字仿真对所提出的方法进行了验证。采用DSP和现场可编程序门阵列(FPGA),以同一个正弦信号为参考,生成了单更新采样和双更新采样时的PWM波形,得到各波形基波分量与参考信号的相位差,与理论分析相一致,证明了延时分析的正确性。

低功率开关电源的新型数字控制系统

为使低功率开关电源具有较高的工作频率、较宽的输入电压和较强的负载能力 。

采用重复控制器的逆变电源数字控制方案

重复控制理论是抑制谐波干扰的一种有效方法。但在逆变电源系统中 ,由于模型的不精确 ,常规方法的基于完美对消思想设计的重复控制器不适用于电源系统。针对不精确的模型 ,本文提出了基于部分对消思想的重复控制器设计法。文中首先分析了重复控制器对谐波的抑制机理 ,并证明了它的稳定性和收敛性 ;其次给出了控制器设计的具体步骤 ,并给出了相应的仿真和实验验证。

数字控制弧焊逆变电源系统的MATLAB仿真研究

在研究逆变技术和DSP应用技术的基础上,提出了数字控制弧焊逆变电源系统的实现方式,并应用MATLAB的电源模块集和定点模块集建立了该电源系统的Simulink仿真模型,对弧焊逆变器的工作过程、定点控制器的算法执行过程以及电源系统的总体特性进行了仿真研究。实验结果表明,该模型准确,仿真结果可靠。

数字控制矿用应急电源三相逆变器的设计

为了提高矿用应急电源供电系统的可靠性,基于数字控制器高度集成控制电路、精确控制精度、稳定工作性能等优点,以TMS320F2812 DSP为核心,设计了数字控制的矿用应急电源三相逆变器,并进行实验分析。输出波形表明,无论是满载还是空载情况下,该数字控制逆变器均能保证较好的稳定性和供电质量。

基于数字控制技术的LLC电源并联均流的研究

LLC谐振变换技术以其能够在全负载范围内实现软开关而受到广泛关注。采用LLC谐振变换拓扑,通过微控制器TMS32F10x实现对电源系统的数字控制,基于CAN总线通讯实现电源模块间的实时通信,从而实现并联电源系统的无主从并联均流。通过对试验样机的测试,电源模块实现了零电压开关(ZVS),并采用同步整流技术减小了电源的损耗;基于CAN总线实现了电源模块间的实时通信,通过数字控制实现了并联系统的无主从均流,且试验结果表明,两电源模块的均流误差小于2%,取得了良好的均流效果。

开关电源的数字控制技术研究

传统的PWM型开关电源是模拟控制方式,其控制精度、响应速度等都由电路拓扑和器件本身的参数决定,很难进一步提升其性能。文中采用数字控制方式,克服了模拟信号容易出现的失真、畸变等弊病,使设计更灵活,便于修改,并支持很多复杂的算法,可以大范围提升开关电源的性能。同时,通过比较目前流行的开关电源数字控制方法与传统的模拟控制方法,提出了采用数字控制技术需要解决的难点和数字控制电路的设计原则,最后给出了各种数字控制方法的优势和局限性。

数字控制技术在本质安全型开关电源中的应用

针对部分本质安全型开关电源产品在实际应用中存在输出功率小、工作频率低、输出纹波较大、故障率高等问题,提出了一种基于数字控制芯片DSPIC30F1010/2020的本质安全型开关电源的设计方案,给出了该开关电源的总体结构,重点介绍了该开关电源的硬件电路及其数字控制器的软件设计。通过理论分析、整体设计、仿真、实际电路的调试及安全火花试验,验证了数字控制技术在本质安全型开关电源中应用的可行性。

基于数字控制大功率整流电源的设计

针对典型的大功率整流电源,提出了一种基于数字控制的设计方案。通过对大功率中性束注入器离子源灯丝电源的方案设计和实验结果,验证了数字控制方案的可行性与优越性。由于数字控制方案的应用,使得灯丝电源的设计更加智能化和简单化,为相关的应用场合提供了参考。

变速恒频电源系统的全数字控制

变速恒频电源数字控制技术以 DSP作为控制核心 ,主要实现对变换器的控制和发电系统电压调节 ,同时也实现了系统保护功能。数字变换器控制方案采取了十三块波开关点预置最优 SP-WM控制和动态波形的校正技术 ,明显改善了变换器的性能。数字电压调节器采用了模糊 -滤波控制算法 ,并采用软起动技术、最大励磁电流限制技术及逆磁电路 ,在保证系统具有良好稳态性能的前提下 ,使加卸载过渡过程时间比模拟电压调节器有明显缩短。最后通过系统实验验证了

弧焊电源系统数字控制

针对弧焊电源的工作环境和工艺要求,分析了弧焊逆变系统的工作原理,弧焊电源系统的电压、电流取样、A/D和D/A的工作原理,送丝电机和行走电机的锁相控制,以上控制流程都可以通过数字控制的方法实现。此外,中央处理器承担着弧焊系统中所有的信息提取和输出控制信号。

电容充放电脉冲数字控制型电火花沉积电源

传统的电火花沉积电源由于放电电压不能连续调整,导致电火花沉积应用范围受限、效率较低.针对这点不足,研制了一台电容充放电脉冲数字控制型电火花沉积电源.该电源包括微处理器、整流滤波电路、充电及其驱动电路、充电电压比较电路、放电及其驱动电路、运动电极等.电源充电过程和放电过程交替进行,可以对放电电压进行无级调整,实现放电能量的无级调整,放电频率也可无级调整.结果表明,电源在电极与工件短路时,可控硅仍能可靠关断,放电参数调整方便,适应各种工艺条件的要求.