一种Boost型/Cuk型DC-DC转换芯片设计

设计了一款Boost型/Cuk型DC-DC转换芯片。该芯片采用峰值电流模式PWM控制方法实现输出电压的恒定,单个2 A、40 V功率开关管集成在芯片上。设计采用全新的单输入反馈环路,使该芯片既可配置成Boost型电压转换器又可配置成Cuk型电压转换器,实现正电压输出和负电压输出。芯片采用ASMC 0.35μm 5 V/60 V BCD工艺研制,电源电压范围2.5～30 V,最高工作频率2.5 MHz,典型应用为输入电压5 V,输出12 V、550 m A和-12 V、350 m A。芯片工作频率可通过外部时钟同步。

Boost-Buck型DC/DC变换器的滑模控制

文章基于 Boost- Buck电路 ,采用滑模变结构控制 ,设计了一个 1 .1 k W的升 -降压型 DC/DC变换器。该滑模控制器由两个独立的控制器组成 ,分别控制升压环节、降压环节 ,根据电路状态动态调节 ,互不影响。该控制方案能有效地克服输入电压、负载扰动及参数摄动 ,充分发挥了滑模控制快速响应、鲁棒性强等优点 ,并且实现简单、控制灵活 ,具有很好的实际应用价值。计算机仿真结果证实了理论分析与设计的正确性。

一种基于输入/输出反馈线性化的Boost型DC/DC变换器非线性控制方案

针对Boost型DC/DC变换器以电容电压作为输出时存在非线性和不稳定的零动态,从而导致系统带宽较窄、动态响应缓慢等问题,基于输入/输出反馈线性化提出一种新的非线性控制方案。这一控制方案采用以非线性控制的电感电流作为内环、具有PI控制的电容电压作为外环的串级结构。该方案既可以很好地解决以电容电压作为输出进行直接控制时所存在的不稳定零动态问题,又克服了单纯采用电感电流作为输出间接控制电容电压时易受电源波动和负载变化影响的不足。对自制的样机进行实验研究,结果表明,与传统的PI控制方案相比,该方案可以明显改善Boost型DC/DC变换器的诸如输出电压调节范围、稳态静差、动态调整时间等动、静态性能。

Boost型三电平AC/AC变换器

针对高输出交流电压的升压场合,研究Boost型三电平AC/AC变换器。相比于Boost型两电平AC/AC变换器,该变换器通过增加开关管数量和引进飞跨电容,构造了中间电平,可使开关管的电压应力降低一半,滤波器重量体积大大减小。其拓扑可以看成是两个输出电压极性相反的Boost型三电平DC/DC变换器组合而成,该变换器输入输出电压同相位,其飞跨电容电压等于输出电压的一半。详细分析其电路工作原理,给出一种新颖的控制策略,可对输出电压和飞跨电容电压同时进行控制;研制一台原理样机,给出了实验波形与测量结果。实验结果证实了理论分析的正确性和控制策略的可行性。

一种Boost型PFC电路在DCM下的恒频控制方案

通过对Boost型变换器在不连续导电模式DCM(Discontinued Conduction Mode)下平均电感电流的分析,得到了在恒频状态下实现功率因数校正PFC(Power Factor Correction)时,功率开关管所需的开启时间与输入、输出电压之间的数学关系,并结合实际电路设计,提出了一种PFC控制方案。该方案利用输入、输出电压的采样信号和一个二次积分电路来调制功率开关管的开启时间,使Boost变换器在不连续导电模式下恒频工作并实现电压跟随。理论分析求解出了电路控制参量取值的边界条件。实验电路测试获得了接近1的功率因数和很低的电流谐波含量。

交错控制双Boost型DC/DC变换器

提出一种交错控制双Boost型变换器,其包含有2个Boost单元,对应开关管的驱动信号相位差180°。对其在1个开关周期内的6种开关模态的开关通断情况和主要电压、电流的变化情况进行了详细介绍,并对变换器的性能特点进行了深入分析。实验结果表明该变换器具有以下特点:控制简单可靠,有现成的控制芯片可用;有源和无源器件都能实现软开关,不增加开关的电流、电压应力;与传统的Boost型DC/DC变换器相比,在输入、输出条件相同的情况下,输入电感和输出电容都可以减小,这是因为其输入电感电流和输出电压纹波频率都为开关频率的2倍,达到了倍频的效果。

三态Boost型DC/DC变换器的数学模型及其输入/输出反馈线性化非线性控制方法

针对传统的Boost型DC/DC变换器存在不稳定的零动态问题,Viswanathan K.提出了一种改进拓扑结构的三态Boost型DC/DC变换器。考虑到现有文献均采用小信号模型和相应的线性控制方法,难以发挥该三态Boost变换器的优势,为此,在建立三态Boost型DC/DC变换器大信号状态空间数学模型的基础上,根据其多变量、非线性特点,基于输入/输出反馈线性化提出一种新颖的非线性控制方法。自制的样机实验结果表明:与传统的PI控制方法相比,该新型非线性控制方案具有明显的优势,不仅输出电压的调节范围较宽、稳态偏差小,而且动态性能也明显改善。

基于峰值电流控制的单相Boost PFC技术研究

论文简要分析了电流峰值控制的单相Boost型在CCM下实现有源功率因数校正的工作原理,讨论了峰值电流控制电路的意义及实现方法,通过MATLAB仿真具体分析峰值电流控制的优缺点。最后,通过MATLAB仿真对该研究的正确性进行有效地验证。

三电平Cuk型AC/AC变换器设计

针对传统AC/AC变换器的输出电压质量不高、大电压下开关管承受能力弱、输入输出电流纹波大的问题,提出了一种新型三电平Cuk型AC/AC变换器,为减少开关管尖峰和电路损耗,又设计了一种CLC无损缓冲电路。叙述了该变换器的工作原理,设计了主要参数,采用带电流极性检测的电压闭环控制方式,建立了该变换器和CLC的电路仿真模型。仿真结果表明,该变换器具有输出三电平、输出电压THD小、电压应力减小的优势,可适用于对电压质量要求较高的中大功率高压场合。该三电平的CLC缓冲电路可以有效降低电子开关器件的尖峰电压,实现零开断。

三相Boost型AC/AC交流变换器的研究与实现

本文对三相Boost型AC/AC交流变换器进行了仿真研究,并研制了一台原理样机。仿真和实验结果验证了理论分析的正确性及控制策略的可行性。

输入与输出隔离的buck-boost型斩控式交流调压器

提出一种buck -boost型斩控式交流调压器的电路拓扑 ,分析了其工作原理 ,考虑了输入与输出间的电气隔离 。

一种新型交错式三电平Cuk变换器

针对某些特殊场合对变换器输出电压质量的严格要求,提出一种新型交错式三电平Cuk型变换器。采用一种新型交错对称式电路结构,不仅简单,而且兼具Cuk型电路和三电平电路的优势。设计变换器结构,分析变换器工作原理,推导输出电压表达式;针对变换器工作特性,进行参数设计和闭环控制器设计。同时,运用Saber仿真软件完成了仿真验证,证实了所设计变换器的正确性和可行性。

基于盾构机运行参数的局部切空间排列与Xgboost融合的地质类型识别

针对土压平衡盾构机掘进过程难以实时感知掌子面地质类型的问题,提出了局部切空间排列(LTSA)与极限梯度提升(Xgboost)相结合的盾构机掌子面地质类型实时识别方法。首先,通过分析众多盾构机运行参数与掌子面地质性质的相关性,选取177个盾构机运行参数作为模型输入;其次,利用LTSA算法从高维盾构机运行参数中提取内蕴低维特征作为分类模型输入参数,基于Xgboost的识别模型实现掌子面地质类型识别;最后,采用新加坡某地铁施工数据验证算法的有效性和优越性。研究结果表明:所提算法对该工程沿线5种地质类型的识别准确率达到98.48%;采用本文方法所得的识别准确率相比于将运行参数直接作为模型输入的识别准确率提升20.96%,相比于采用总推进力、推进速度、刀盘总扭矩和刀盘转速4维特征作为输入,本文所提出方法的识别准确率提升50.16%。LTSA算法能够减少所选盾构运行参数中的冗余信息并保留其中的地质特征,解决了输入参数维度过高造成的识别模型准确率下降和训练效率降低的问题。

基于隔离式Cuk变换器的APFC电路设计与研究

现在的电力系统中大量使用整流器给人们解决了很多问题,但又引入了许多新问题,其中最严重的就是给电网带来谐波,谐波电流使电网的功率因数下降,严重时造成电网电压畸变。本文以基于隔离式Cuk变换器的APFC电路为研究对象,系统分析了隔离式Cuk电路拓扑结构和工作过程,提出了带隔离的Cuk型APFC电路结构的设计,并在MATLAB的Simulink环境下对整体电路建立了仿真模型,得出设计的电路是可行的。

基于双输入Boost变换器的拓扑分析和光伏MPPT控制研究

研究了一种基于太阳能光伏电池的双输入Boost变换器。首先介绍了常见的双输入Boost变换器拓扑结构,详细分析了双输入Boost变换器工作在电感电流连续导电模式(Continuous Conduction Mode,CCM)和断续导电模式(Discontinuous Conduction Mode,DCM)时的工作原理和工作过程。由于太阳能光伏电池具有供电不稳定的特点,根据太阳能光伏电池输出功率与负载功率的关系,在稳定输出电压和功率的基础上实现对新能源的优先利用。根据太阳能光伏模块P-V特性的非线性,采用扰动观察法实现对光伏模块的最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT)。基于PSIM仿真平台,搭建基于MPPT控制算法的双输入Boost变换器的仿真电路,并对仿真结果进行了分析。研究结果表明,所搭建的MPPT算法模型实现了最大功率点的跟踪。

一种经济型无源ZVS—BOOST变换器的设计

介绍了一种在最低成本条件下实现无源软开关功效的经济型升压BOOST变换器的拓扑及原理。

基于CCM交错并联Boost型PFC的研究

该文主要研究单周期控制的Boost型PFC原理,并设计出由两个性能参数相同的升压变换器并联组成,且该电路的两个开关管的PWM开通时刻相差180度的主电路。通过UCC28070芯片来控制电压外环和电流内环的双闭环。

基于Buck—Boost变换器的宽范围蓄电池放电应用

介绍采用电流型Buck—Boost变换器结构设计的蓄电池放电维护设备，讨论了设备的组成，分析了各个部件的工作原理，并给出了具体技术指标。

Boost PFC技术在单相无级调压装置的控制策略方法研究

文章分析了PFC变换器的基本原理和占空比的控制方法,分析了交错并联式Boost PFC的4种工作状态,并将交错并联式Boost PFC技术应用到单相无级调压装置的整流升压电路上,交错并联式Boost PFC技术的应用,在降低器件自身损耗,减少冗余设计方面,具有较强的实用性。

具有极性反转逆变桥的隔离Buck-Boost型逆变器

文中提出了具有极性反转逆变桥的隔离Buck-Boost型逆变器,并对这种逆变器的电路拓扑、小信号模型、系统控制策略等内容进行了深入的理论分析,获得了重要结论。该电路拓扑是由双向隔离Buck-Boost直流变换器和极性反转逆变桥级联构成,具有前馈、PI和重复控制相结合的复合控制策略有效地提高了输出波形质量。设计并研制的500 VA110 VDC/220 V50 HzAC逆变器样机,具有成本低、准单级功率变换、输出波形质量高、带载能力强、变换效率高和可靠性高等优良性能。