航天器多端口电源控制器拓扑推演和优化方法综述

电源控制器需要完成输入、储能和输出端口功率之间的控制,随着更多不同类型能源接口的加入,具有高功率密度、高效率和其他高性能的多端口变换器成为电源控制器的理想解决方案,其拓扑是实现航天器供配电功能的重要基础。文章针对航天器多端口电源控制器拓扑结构电路应用和任务专项需求,对多种拓扑推演方法和拓扑主要性能优化措施进行详细的调研和总结;在此基础上提出拓扑结构设计重点发展方向,例如归一化的拓扑推演流程、完善的电路拓扑性能优化方法和基于总体角度的电源控制器设计思路。上述研究结果可为更远距离空间探测、更大规模航天器供配电系统建造和航天任务中新型能源管理设计提供参考。

基于TC377微控制器的整车控制器电源设计

介绍了基于TC377微控制器的整车控制器电源设计,采用TLE7368-3E多通道电源芯片,分别对输入电路设计和输出电路进行设计,并对电源设计进行验证和优化,最终实现对TC377供电,及控制器的静电保护、反接保护和防浪涌保护,输出电压稳定、干净、抗扰性强、驱动能力大,对主控芯片损伤小。整个电源设计只需一个电源芯片,集成度高、成本低,适应于作业恶劣的环境。

基于模糊平均电流控制的电池电源控制器研究

为保障控制器输出电压的稳定性,引进模拟控制理论,对电池电源控制器展开全面的设计研究。建立电池电源控制推挽式拓扑结构,划分电路工作过程;根据作业需求,设计内环和外环的控制器,内环控制器主要实现对系统内部细节的精确控制,而外环控制器用于调整内环的控制参数;参照PD控制器,开发模糊控制器,设计模糊推理规则,描述输入电压与输出电压之间的模糊关系,实现电压模糊化处理。仿真结果表明:提出的控制器在应用中的效果良好,此控制器可以实现对其运行中扰动的控制,以此种方式,保证电压的输出精度。

车载域控制器电源完整性仿真研究

随着汽车电子电器架构的革新,新的域控架构引入了高算力、高功耗的芯片。这样的新需求对车载控制器硬件电源完整性设计是一个重大的挑战,例中以电源完整性理论为指导,使用Cadence Sigrity Power SI仿真软件对车载域控制器的电源分配网络(power delivery network,PDN)部分进行了阻抗和谐振仿真分析,通过仿真得到板上PDN结果,优化去耦电容可以有效地压低PDN阻抗,满足片上系统(system on a chip,SoC)芯片的工作需求,提高了电源部分和系统的的稳定性,提升了车载域控制器的开发效率。

张衡一号卫星电源控制器磁设计与应用

张衡一号卫星是一颗电磁监测卫星,卫星自身磁洁净度要求较高。因此,要求电源控制器的磁矩及磁矩变化量做到最小。通过原材料选择、元器件选用、补偿处理、优化布局等优化设计方法,最终实现电源控制器的磁矩及磁矩变化量指标要求。探索出的电源控制器磁洁净度控制的方法成功应用于后续工程。

飞机电源控制器PCU测试仪的设计与实现

在先进飞机供电系统中,电源控制器PCU(Power Control Unit)负责对飞机供电系统进行监控和保护,并将供电系统的工作状态信息和PCU本身的工作状态信息传送给上位机,PCU在飞机供电系统的地位很重要;根据现实需要,设计了针对某型号飞机PCU的测试仪,对PCU工作状态进行测试,测试仪负责向PCU提供模拟飞机供电系统工作时的各种信号及飞机供电系统发生故障时的故障信号,即模拟PCU的各种输入信号。

冗余电源自动电流均衡控制策略

冗余电源常用于需要不间断操作以及高可靠性的系统,当其作为N+1备份电源同时向设备供电时,还需考虑并联均流问题。针对无源冗余电源损耗大以及不能实现电流均衡的问题,文中采用了有源冗余的设计方案,设计了一个两路直流电压并联输入的1+1冗余供电系统。该系统采用兆易创新GD32E103为主控芯片,通过改变MOSFET(Metal-Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)的导通电阻,采用PI(Proportional Integral)控制实现两路冗余电源输出电流的自动均衡。仿真和实验结果表明,有源冗余设计方案能达到自动电流均衡的目的。在正常工作时,两路电流的最大误差小于0.1 A,均流精度满足设计要求。

变电站直流开关电源负载功率控制系统设计

在变电站直流开关电源负载功率控制过程中,易受到外界干扰,出现电压、电流幅值振荡的现象,影响负载功率控制效果。为此,设计了变电站直流开关电源负载功率控制系统。采用电压、电流传感器,限制系统运行功耗,利用负载功率PLC控制器,结合PC机控制面板,完成接触机的连续合闸和分闸。使用恒功率负载Buck变换器,控制转换管状态。分析逆变器相位操作过程中的开关状态,计算输出电流值,处理每个采样时刻重复数据,构建电压、电流控制方程,设定电感、电容约束条件,实现负载功率有效控制。测试结果表明,该系统额定电压、电流幅值与实际波动幅值存在较小误差,仿真波形与实际波形基本一致,具有较好的控制效果。

基于AVR单片机的直流电源系统智能母联控制方法

为了提升直流电源系统运行的稳定性,提出一种基于AVR单片机的直流电源系统智能母联控制方法。通过智能母联控制装置控制母线联络开关闭合,以单片机作为智能母联控制装置的控制芯片,利用FO-PI控制器控制双向DC/DC变换器的启动,保障直流电源系统持续供电;通过粒子群优化算法获取FO-PI控制器的最佳控制参数,有效提升智能母联控制装置控制的灵活性以及可控性。实验结果表明,该方法可实现直流电源系统的智能母联控制,有效控制母联开关闭合。所提方法能够保障直流电源系统稳定运行,提升系统可靠性。

提效降损型调压控制器电源设计

针对有载调压控制器客观存在的可靠供电等问题,该文设计一种基于双输入、双输出及双后备的低功耗电源管理模块。该模块可实现不同电源之间的无缝切换和双后备储能,确保有载调压控制器供电系统的安全、可靠、低碳和节能,从而提高供电电压的质量。

基于无线电能传输技术的隔离电源控制器研制

研究基于无线电能传输技术的隔离电源控制器。传统的隔离电源存在安全隐患和不便之处,而无线电能传输技术能够解决这些问题。通过分析无线电能传输系统的功率与效率,提出了基于无线电能传输技术的隔离电源技术方案,评估了控制器系统的稳定性和可靠性。研究结果表明,基于无线电能传输技术的隔离电源控制器具备广阔的应用前景,并在电子设备和无线充电领域具有重要的应用价值。

应用于控制力矩陀螺电源模块的线性非线性协同控制器设计

对控制力矩陀螺电源的控制器进行研究,基于对线性控制器及非线性控制器的分析,设计了线性非线性协同控制器并搭建硬件模型,在电源系统动态调整阶段采用非线性控制器,在稳态阶段采用线性控制器。该方案较单一线性控制器提升了电源系统的动态性能,并保证了系统的稳定性及可靠性。对该鲁棒控制器进行了仿真分析并搭建实物,通过实验验证了相较线性控制器,使用协同控制器的电源模块在控制状态切换时,下冲量与调节时间分别减少了45%及58%,证明了该协同控制器能够有效提升CMG电源系统的动态性能。

一种基于电源周期平均模型的单相PWM逆变器准PID控制器

提出了一种基于电源周期平均模型的单相PWM逆变器准PID控制器,其来源于对三角波比较控制方法的深入分析,从而为常用PI控制器的参数整定提供了比较严谨的理论公式,使参数整定变得快捷。由于准PID控制器自身已具备比较优越的性能,因此可为中低档逆变器直接采用,或用作高精度智能PID控制逆变器的初始状态,以保证系统启动的稳定性和安全性,并且使智能控制算法能更好地发挥其优势。准PID控制器的提出同时也说明了单相PWM逆变器不适宜使用严格的PID控制器的原因。

模糊PIC控制器在中频电源中的应用

将模糊控制技术与常规PID控制技术相结合 ,设计了开关电源调压系统PID控制器 ,该控制器以微处理器 80C196KC为核心 ,采用SPWM专用芯片SA82 8,实现了开关电源调压系统的电压、电流双闭环控制。试验表明 ,该模糊控制器控制效果良好 ,不仅使被控系统具有较小的超调量 ,而且系统的响应时间和稳态误差均较小 。

卫星用型谱化高比功率电源控制器研究

鉴于我国航天事业的发展,卫星的发射周期在缩短,研制成本也在降低,因此迫切需要预研42 V全调节母线卫星用型谱化高比功率电源控制器。对当前42 V全调节母线卫星电源控制器进行分析,从电路、结构及工艺上提升,设计满足下一代导航卫星、Small-GEO卫星等适合下一代中高轨长寿命卫星需求的42 V型谱化高比功率电源控制器。

基于DSP的磁场电源控制器软件设计

为了使兰州重离子加速器冷却储存环的磁场电源控制器及时更新输出的波形数据,以TI公司的TM320C6713芯片为中央处理器,结合FPGA逻辑编程,采用双FIFO数据缓存机制和Aitken插值算法,编写并优化了磁场电源控制器软件系统。利用数据驱动模式的编程方式提高了系统的执行效率和可维护性。同时通过对更新的波形数据做Aitken插值运算,使其大小减少为原始数据的1/1024,提高了数据的传输和存储效率。经现场测试,本软件系统运行稳定可行,达到设计要求。

重离子加速器注入器电源控制器的设计

设计了一种应用于兰州重离子加速器注入器的电源控制器,该控制器基于微处理器AT-mega128,结合MAX7000系列的复杂可编程器件和RTL8019AS网关芯片来实现对电源系统的控制,并通过RS-232总线实现与上位机的串口通信。应用结果表明,该控制器具有良好的通用性、灵活性、可远程控制及性能稳定等特点,实现了注入器磁铁电源10-4量级的幅度稳定性,使注入器引出的束流强度、束流品质、束流稳定性和供束效率等得到很大的提高。

针对逆变电源的重复控制器设计

重复控制器是改善非线性负载下输出电压波形的一种有效技术。论述了重复控制的基本原理和相应的证明 ,详细介绍了基于逆变电源的重复控制器设计方法与步骤 ,并进行了相应的仿真和实验验证。

双电源备用供电型通用潮流控制器

传统的UPFC中的潮流控制和有功功率补偿只是在同一线路上的电源和负载之间进行,因而其潮流控制能力和有功功率补偿的额度有限,不能实现不间断供电。为解决这一缺陷,提出了一种双电源备用供电型通用潮流控制器,该系统由4个共用一条直流母线的变换器构成。在介绍了其数学模型并分析了其主要功能后,详细讨论了其控制策略。MATLAB/SIMULINK环境下仿真研究的结果表明:双电源备用供电型通用潮流控制器能有效提高电力系统的供电可靠性,可实现不间断供电,且能够实现有功功率在不同电源和负载之间的相互补偿。

基于Saber-Simulink的PPT卫星电源控制器联合仿真

本文的目的是通过Saber-Simulink联合仿真来验证作者建立的峰值功率跟踪(PPT)卫星电源控制器的有效性以及这种联合仿真方法的合理性。首先在MATLAB/Simulink中建立卫星电源控制器模型,包括PPT控制器模块,工作模式转换模块以及恒流-恒压(CC-CV)充电控制器模块。结合Simulink和Saber两者的优势,详细介绍了两软件接口定义方法并对基于PPT的卫星电源系统进行联合仿真。仿真结果表明卫星电源控制器工作模式切换正常,Saber-Simulink联合仿真是一种可靠的系统仿真方法,适合用于卫星电源控制器的仿真。