一种可用于航天Boost拓扑电源参数辨识的数字孪生方法

电力电子变换器中元器件随时间退化会影响到航天电源的稳定性与可靠性。为确保航天电源的可靠性,并准确识别零部件状态,数字孪生依靠其非侵入性、数字化、高性价比、低风险、可视化与实时性的特点,可以解决电力电子变换器的故障趋势判断与状态检测的问题,从而保证航天电源的稳定性与可靠性。通过验证Boost拓扑电路的数字孪生模型,同时采用禁忌搜索算法以比较结果最小二乘误差为目标函数得到全局最优解,进行Boost拓扑电路参数辨识、实时监控。并且对比了100、500、1000算法迭代次数对结果的影响,随着迭代次数的增加,最终结果与实际值仅有最大0.96%的误差。验证该项技术可应用到航天电源的实时状态监控,以保证其可靠性。

基于FPGA的Boost拓扑恒流输出控制设计

传统的Boost拓扑在输出电压稳定性方面存在着一定的局限性,特别是在负载变化时的响应速度和稳定性方面。为了解决这一问题,提出了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的Boost拓扑恒流输出控制方法。首先,对Boost的拓扑结构和工作原理进行了详细分析,以揭示其控制需求和挑战。其次,利用FPGA实时采集输入电压、输出电压和输出电流等参数,并通过比较器比较计算出反馈信号,实现了对Boost拓扑输出电流的闭环控制。最后,通过实验验证了所提出方法的有效性和性能优势。实验结果表明,基于FPGA的恒流输出控制方法具有较好的动态响应特性和稳定性能,在应对负载变化时能够快速调节输出电流,实现了高效稳定的电源输出。该研究对于提高Boost拓扑电路的控制性能,促进电力电子领域的技术进步具有重要意义。

基于Boost拓扑的手持式超声刀驱动电源设计

针对传统的手持式超声刀驱动电源体积过大的问题,分析了手持式超声刀驱动电源的基本电路结构及驱动要求,提出了一种基于Boost拓扑的小型化超声刀驱动电源。介绍了驱动电源中的信号发生电路、直流升压电路、逆变电路的具体设计方法及重要元件参数的选择,并重点分析了直流升压电路的工作原理和升压特性;分析了直流升压电路中耦合电感的漏感对于输出电压增益的影响;设计制作了手持式超声刀驱动电源的实物样机,并测量了驱动电源中的直流升压电路的输出电压数据以及驱动电源的输出波形。研究结果表明:基于Boost拓扑的驱动电源能满足手持式超声刀驱动电源在小型化方面的要求。

基于Boost拓扑独立光伏LED路灯高效率驱动电路设计

探讨了基于Boost拓扑独立光伏LED路灯驱动电路提高稳定性和工作效率的问题。在分析Boost电路和LED驱动电路原理的基础上,结合负载LED灯头性能特点,优选了独立光伏LED驱动电路设计参数并优化了其设计方案。以12 V DC输入,单颗为1 W的LED灯珠串并联组合为研究对象,估算出Boost电路功率损耗小于7%,仿真输出的稳定性好;最后搭建实验样机,进一步测试了系统驱动电路在负载LED不同串并联组合、不同输出功率情况下整机工作效率。实验结果表明,独立光伏LED灯头工作稳定没有频闪,驱动电路整体效率都接近或超过90%,特别是LED灯头实际输出功率接近电路设计额定功率时,驱动电路整体效率都大于90%。

基于Boost拓扑的侧导光LED背光源电容平衡式驱动电路设计

以Boost拓扑电路为基础,运用电容平衡的方式设计实现了一路Boost升压电路驱动两串LED灯条,同时恒流工作的LED背光源驱动电路。

基于Boost拓扑和MCU控制的3D液晶电视扫描式LED背光源驱动电路设计

文章在3D液晶电视领域,创新性地提出了Boost驱动和MCU控制相结合的方式实现扫描式LED背光源驱动电路设计方法,并在实际产品中得以验证、应用。

基于Boost拓扑PFC两级LED驱动电源的设计

文中提出了一种基于Boost拓扑PFC两级LED恒流驱动方案,通过对输入电压采样并应用乘法控制策略规划电感电流,使电感的电流峰值包络与输入电压保持一致,达到了功率因数校正的目的,给出了一种双三极管结构构建的低压差线性恒流结构。该结构具有工作电压低、功耗低的优点。

基于Boost拓扑的燃料电池阻抗测量激励源设计

在社会经济快速发展的今天,人类对能源的需求也日益增长。然而,传统化石能源的大量使用引发了严重的环境污染和能源紧缺问题。目前,燃料电池已经在部分领域得到了应用,但低成本、长寿命仍然是燃料电池商业化面临的瓶颈问题。由于燃料电池结构的特殊性,大部分燃料电池的特征参数无法通过直接测量获得。燃料电池的电化学阻抗谱包含了丰富的电池状态信息,可用于燃料电池性能研究、状态评估和故障诊断等应用,因而得到了广泛的关注和研究。电化学阻抗谱技术对燃料电池的故障诊断具有重要意义,但需要对燃料电池施加频率,幅值可控的交变激励。该文分析了多种激励源方案,针对某燃料电池测试台架需求,采用了多相交错并联Boost拓扑进行设计,对主要元件进行了参数计算和选型。利用MATLAB Simulink对DC/DC变换器进行建模仿真,验证了设计的有效性和可行性。制作了一台激励源样机,对样机的测试显示,输出电流波形失真较小,交变电流幅值误差小于2.5%,电流纹波幅值达到设计要求。

电流连续型双电感Boost类拓扑

介绍了三种双电感Boost类拓扑,因该三种拓扑的输入输出电流连续、结构简单、管子数量少、控制逻辑简单并且效率较高,而被多次在航天领域应用。本文的目的在于从三种拓扑的纹波、驱动方式、小信号模型以及效率等方面分析和比较各种拓扑的特点,并且分析电感耦合的方式对于三种拓扑的影响及阻尼网络对拓扑的小信号模型的作用。最后通过600W的原理样机,验证三种拓扑的理论分析的正确性,并测试了三种拓扑的效率。

基于单周期控制的Boost型APFC电路设计及仿真

单周期控制策略是一种新型的非线性控制策略,相对于传统的控制策略具有响应速度快、电路实现简单、抗干扰能力强等特点,现已被广泛应用到电力技术中。本文采用单周期控制理论,设计了基于Boost拓扑的有源功率因数校正(APFC)电路,分析了单周期控制原理、主电路元器件的参数计算与设计,并通过建模仿真与实际实验对比的方法进行验证,结果证明了电路能够有效改善输入电流谐波问题,提高功率因数,并实现输出电压的稳定控制。

交错并联式BOOST电路的Pspice仿真分析

文中研究基于Pspice软件的交错并联BOOST变换器的拓扑结构,并对其建立仿真模型,进而延伸到N个相同的BOOST拓扑结构的并联,从中分析了此种拓扑结构的优点,进而得出此种拓扑结构适于在功率因数校正电路中应用的结论。

交错并联BOOST电路的PI-模型预测控制方法研究

在新能源工业中双向DC/DC变换器的作用举足轻重。基于两相交错并联BOOST拓扑,分别从目标电压跟随、电流纹波、响应速度等角度,采用传统PI控制器与模型预测控制算法相结合的方法,对BOOST模式下DC/DC变换器输出电压超调量与稳态误差、系统调节时间等方面的性能展开研究。实验结果充分验证了设计方案的可行性和有效性。

基于ARM的高效率数控DC/DC变换器设计

设计的DC/DC变换器采用Boost拓扑电路,对变换器中Boost拓扑电路的主要元件参数进行了计算和选择.变换器具有完善的控制和保护功能,可应用于需提升或稳定电池电压的电池供电系统.变换器以PWM电压调整芯片LM2576AD J作为控制核心,结合ARM7_LPC2132微控制器实现数字化高精度控制,具有输出电压可预置,输出电压电流可同时显示,过流保护等功能,且系统具有效率高,电压调整率和负载调整率均较小,输出纹波电压低等特性.

基于LT3782的大电流升压电路设计

由于移动通信等技术的迅猛发展,对车载设备的电源提出了更高的要求。目前,将汽车电瓶的12 V电压逆变到220 V交流电压,再由220 V交流电压产生所需电压的做法虽然能够满足工作需要,但效率很低,大约只有60%;针对这一现象,该文提出基于两相步进升压型DC/DC控制器LT3782设计一款大电流输出的升压型DC/DC模块。该模块在12 V汽车电瓶供电下,根据需要可以提供高达7 A电流的24 V,18.5 V等多种输出。由于采用两相DC/DC新技术,电源效率达到90%以上,比电源经过转换到交流220 V后再转换成所需电压的方法,效率明显提高,实用性更强。

基于离散指数趋近律的开关电源模糊滑模控制

对于Buck/Boost变换器,传统的控制器如PID控制器、Ⅲ型误差放大器等存在超调量过大、响应时间过长、鲁棒性不强等问题,为克服这些缺点,提出基于离散指数趋近律的开关电源模糊滑模控制方案。首先,针对工作在电感电流连续模式(CCM)的Buck/Boost变换器采用状态空间平均法建立平均线性模型;然后设计离散指数趋近律的滑模控制器,并分析了切换参数对系统的影响;最后,为改善控制效果,设计了模糊控制器。仿真结果表明,相对于传统的控制器,指数趋近律的模糊滑模控制器有效地降低了超调量,提高了系统的响应时间,并且对外部干扰的鲁棒性较好。利用所设计的控制算法实现了对50 W高频开关电源样机的良好控制,进一步证明了所提方法的有效性。

低功耗升压型PFM DC-DC转换器

设计了一种低功耗升压型PFMDC-DC转换器。提出了一种新颖的驱动电路结构,该驱动电路的预充电功能大大地缩短了功率开关管的开启响应时间,减小了"硬开关"损耗,提高了系统的转换效率,并且详细地阐述了系统工作原理以及PFM信号的产生过程。测试结果表明,系统正常工作时的静态电流为50!A,停机模式的静态电流小于1!A,Vin低至0.9V时系统仍能正常工作,限流值为350mA,输出电压高达34V,最高转换效率为85%。

一种非隔离型高功率因数开关电源的研制

传统的开关电源采用电容输入型二级管整流电路,电流呈脉冲波形,功率因数较低。本文设计的高功率因数开关电源由AC-DC变换电路、DC-DC变换电路、PFC控制电路、功率因数检测电路、数字设定及测量显示电路和保护电路六部分组成。其中,AC-DC变换电路采用桥式不控整流方式,DC-DC变换电路采用Boost拓扑结构,PFC控制芯片采用UCC28019,可实现36V稳定输出,测量显示电路利用C8051F020单片机实现,该电源的主要优点是功能直观,稳定性好,功率因数大幅度提高。

基于STM32F103ZET6的程控单相AC-DC变换电路设计

本设计以STM32F103ZET6微控制器和功率因数校正芯片UCC28019为核心,搭建了基于功率因数校正(PFC)的升压式(Boost)拓扑结构AC-DC变换电路,负载调整率和电压调整率均接近规定要求。芯片UCC28019内部采用电压外环和电流内环的双环控制策略,使输出电压稳定在36 V;单片机STM32F103ZET6通过功率因数测量电路实时测出功率因数并且测量误差绝对值不低于0.03。系统的功率因数大于0.98,电路效率接近95%,且具有过流保护和自动启动的功能。

单相有源功率因数校正电路的抗干扰设计

通过建立理想开关模型,以及对Boost拓扑结构进行分析,设计了一种加强输入抗干扰能力的开关控制策略,并应用于功率因数校正电路优化。仿真结果表明,该功率因数校正器结构简单、抗干扰能力强,在无干扰情况下,功率因数由0.667 8提高到0.922 2;在输入有干扰情况下,功率因数由0.557 4提高到0.805 0,且电压输出稳定,开关损耗低。

基于TOPSwitch-GX器件的新型有源功率因数校正技术

文中分析了功率因数校正的原理,阐述了最新的TOPSwitch—GX器件在APFC中的应用。给出了计算方法、原理图和一个算例。指出基于TOPSwitch-GX器件Boost拓扑结构的APFC技术是提高中小功率电器功率因数的较好解决方案之一。