基于MPC的耦合电感飞跨电容双向DC/DC变换器功率均衡解耦控制策略

耦合电感功率变换器因耦合电感阻抗、电感值等参数差异易导致功率不均衡。针对耦合电感飞跨电容双向DC/DC变换器,提出一种基于模型预测控制(MPC)的功率均衡解耦控制策略。通过对变换器原理进行分析,建立基于电感电流解耦的数学模型,得到包括电感电流和飞跨电容电压等6个控制变量的解耦控制方法。在此基础上,提出基于MPC的功率均衡解耦控制策略。同时,为降低MPC算法的运算负荷,根据解耦控制模型重构模型预测价值函数,实现各控制变量独立动态寻优,使系统能在稳定控制输出电压及飞跨电容电压的同时,实现两相耦合电感的功率均衡控制。最后,通过理论分析及实验对所提策略进行有效验证。

基于部分功率调节的高调压速率DC/DC变换器

应用于5G基站的通信电源可在设备待机时降低输出电压来减少能耗,然而输出电压的频繁快速调节给变换器带来挑战。针对这一问题,采用部分功率调节的思想,在变换器输出端构造部分电压调节电路,对电压调节电路采用电压外环电流内环、负载电流前馈以及输出电压前馈控制,使变换器获得电压快速调节的能力且保持较高的能量转换效率。搭建1kW实验样机,验证了所选拓扑以及控制策略的有效性。

双向全桥串联谐振DC/DC变换器回流功率特性优化

双向全桥串联谐振DC/DC变换器(dual bridge series resonant DC/DC converter,DBSRC)具有控制简单、损耗低等优点,在电力电子牵引变压器场合具有应用前景。然而若系统参数选择不当,会产生较大回流功率,使开关管的损耗增大,系统效率降低。为了降低系统运行时的回流功率,该文分析DBSRC的工作原理及换流过程,利用微分方程得到系统模型,进而总结DBSRC的3种稳态工作模式及回流功率在不同工作模式的表达式。通过优化电压增益(M)、开关频率谐振频率比(F)、谐振回路的特性阻抗(Zr)参数,达到在宽负载范围内降低系统回流功率的目的。最后,构建一个35 kW实验样机,实验结果证明了DBSRC模型的正确性及回流功率特性优化和有效性。

单级功率因数校正AC/DC变换器的综述

对现有的单级功率因数校正AC/DC变换器拓扑进行了分析和比较。PFC级主要分为Boost型和Buck Boost型 ,后接正激或反激式DC/DC变换器 ,在实现输出电压快速调节的同时 ,使输入电流满足IEC 10 0 0 3 2ClassD标准。通过对现有拓扑的分析 ,得出了一些新型拓扑结构。

一种电压钳位型零电压开关推挽式高频环节DC/AC变换器

提出了一种电压钳位零电压开关(zero voltage switch,ZVS)型推挽式高频环节DC/AC变换器,首先给出了所提出高频环节DC/AC变换器的推衍过程,针对所推衍出的拓扑结构给出了其开关控制策略。重点叙述了其稳态工作原理,并采用状态空间法建立了变换器的输入输出平均模型,然后分析了该变换器的主要特性。通过对比分析发现,所提出的DC/AC变换器与移相全桥式DC/AC变换器具有相类似的特性,变压器原边功率管S_1、S_2很容易实现ZVS开通,功率管S_3在漏感能量足够的条件下实现ZVS开通,且其两端电压可被钳位于输入电压,变压器副边的周波变换器则很容易实现ZVS换流。此外,相比传统推挽式DC/AC变换器,所提出变换器解决了其硬开关、损耗大的问题。最后,设计了一台功率为500VA,输入输出为48VDC/110V 50Hz AC原理样机,实验结果验证了所提出变换器的工作原理及理论分析的正确性,变换器效率可达91.5%以上。

高功率因数软开关三相AC/DC变换器

把移相控制全桥变换技术用于三相AC/DC变换器的功率因数调整 ,将中线接至变换器 ,得到一种新型主电路拓扑结构 ,各功率管实现了软开关。利用Pspice对该结构进行了仿真 ,系统的功率因数约 0 98。

基于脉冲宽度调制控制策略的零电流开关高功率因数AC/DC变换器

目前,对单级功率因素校正电路的研究大多集中在小功率应用领域,为此该文提出一种能够应用于中大功率场合、实现了零电流开关的单级高功率因数AC/DC变换器拓扑。通过在全桥变换器中增加辅助开关实现了PWM控制,它不仅能够在很宽的负载范围内实现零电流开关和功率因数校正,而且解决了全桥谐振电路中。在不采用移相控制的情况下,必须采用PFM控制策略的问题。与2级式功率因数校正电路相比,提高了动态响应的速度、降低了成本,并且开关管的电压应力较低。仿真和实验分析验证了变换器的优越性。

单级功率因数校正AC/DC变换器

详细分析了一种单级功率因数校正AC/DC变换器 ,通过增加变压器绕组反馈直流总线电压 ,以抑制输入高压、轻载情况下过高的直流总线电压。在交流输入电压为 1 80～ 2 55V、输出为 48V/1 0 0W情况下 ,直流总线电压被控制在 40 0V以下。输入电流谐波满足IEC 1 0 0 0 3 2ClassD要求 ,效率为 85% ,功率因数达 0 .91。

新颖的双向功率流高频环节DC/AC逆变器

提出了一类新颖的双向功率流高频环节DC/AC逆变器电路拓扑 ,对这类电路拓扑及其控制原理作了详细分析 。

175W单位功率因数AC/DC变换器设计

以功率因数控制芯片MC3336 8[1] 为核心 ,设计了一种宽电压输入范围、固定升压输出的 175W的AC/DC变换器。实验结果表明 ,基于MC3336 8的有源功率因数校正器能在 92～ 2 70V的电压输入范围内得到稳定的40 0V升压输出 ,并使功率因数达到 0 .99以上 ,总谐波畸变低于 6 %。

车载充电机PFC AC/DC变换器的非线性功率控制

在电动汽车车载充电机系统中,前级PFC AC/DC变换器多使用电解电容作为输出电容,但电解电容的故障率高且寿命低,直接影响车载充电机的安全可靠运行。采用增大输出电容电压纹波的方法减小电容容量,以便于使用薄膜电容取代电解电容;同时为了降低低频电压纹波对PFC AC/DC变换器动静态性能的影响,提出基于微分平坦理论的非线性功率控制方案,并针对2 k W PFC AC/DC变换器完成系统建模与仿真,通过与传统设计方案的对比证明新型非线性功率控制方案的技术优势。

集成功率解耦的单相PFC AC/DC变换器设计及控制

对于电动汽车车载充电器,其前端PFC AC/DC变换器输出存在二倍频脉动功率,传统解决方法导致充电器使用寿命和安全可靠性的直接下降。为此,论文采用的方法降低了变换器输出脉动功率和电容容量,并基于功率解耦电路工作原理的分析,完成其关键参数的确定。针对PFC AC/DC变换器设计无模型非线性功率控制器,旨在提升变换器的动静态性能和鲁棒性,针对2 k W车载充电器,建立了集成功率解耦电路的PFC AC/DC变换器的SIMULINK仿真模型,通过系统仿真研究证实所建立的集成功率解耦电路的PFC AC/DC变换器一体化解决方案的可行性和有效性。

一种单位功率因数单相AC/DC变换器的研究

根据传统升压式AC/DC变换器的功率因数校正原理,讨论了两种升压电感置于整流桥前的单相AC/DC变换器,在对其进行仿真分析之后认为,它们的控制原理可以保持不变,其控制电路也可通过适当改进传统单相AC/DC变换器的控制电路而得到,而且因结构紧凑而便于功率集成。最后给予了物理实现,功率达到2kW以上,仿真结果与实验结果验证了理论分析的正确性。

新型单级功率因数校正AC/DC变换器

提出一种新型带抽头电感的单级功率因数校正AC/DC变换器。该变换器与采用两个电感的单级功率因数校正变换器同样可实现电流连续导通模式(CCM),若合理利用抽头电感的漏感有进一步减少器件的可能。对所设计的电路进行工作原理分析,并对电路进行了仿真和实验研究。实验结果证明,输入电压在宽范围内(100～240V),均满足高次谐波IEC6100032ClassD国际标准,最高效率可达到87%。

内燃-直线发电集成动力系统双向DC/DC功率变换器优化设计

设计了一种用于新型的内燃-直线发电集成动力系统(ICLGIPS)的双向DC/DC功率变换器(BDPC),实现动力源(超级电容器组)和直线电机之间能量在两个方向的变换和传递。ICLGIPS具有两个方向功率流的不平衡特性,通过计算分析,对传统BDPC拓扑结构进行了优化设计,并与串并联实时切换的超级电容器组结合使用。该优化设计的主要特点是,当BDPC运行于大功率的降压模态,向超级电容器组回馈能量时,屏蔽掉滤波电感,利用大容量的超级电容器组对输入的PWM电压波进行滤波,对输出量实现了平滑控制,使BDPC具有更高的可靠性。该优化设计有效地减小了功率变换器的体积和成本,提高了功率变换的效率,具有比较好的理论价值和应用前景。

基于输入电压前馈的双向有源桥DC-DC变换器虚拟功率控制方法

针对电力电子变压器前级单相脉冲整流器直流侧电压含有二倍电网频率脉动的现象,该文以电力电子变压器中的双向有源桥式DC—DC变换器为研究对象,研究在输入电压脉动情况下变换器输入与输出之间的关系。首先通过变换器的小信号模型,分别针对输出电压开环和闭环控制情况,揭示输入电压脉动情况下输入与输出电压之间的定量关系。为了抑制输出电压脉动,提出一种基于的输入电压前馈的虚拟功率控制方法,并且选取虚拟功率控制方法和输入电压前馈的PI闭环控制与之对比。在基于TMS320F28335控制器的实物实验平台上,对理论分析和抑制算法进行实验验证。实验结果表明:在输入电压脉动情况下,输入与输出电压之间的定量关系描述正确,并且传统电压闭环对输出脉动的影响很小,与虚拟功率控制方法和输入电压前馈的PI闭环控制相比,所提出的输入电压前馈的虚拟功率控制方法能更加有效地抑制输出电压脉动,并且在输入电压突变和负载突变时也具有最优的动态性能。

Bi-DC/DC变换器带恒功率负载稳定性分析

针对直流微电网中储能装置接口Bi-DC/DC变换器带恒功率负载时的稳定性问题进行了研究。基于状态空间平均法,建立Bi-DC/DC变换器小信号模型,采用母线电压外环和电感电流内环相结合的双闭环控制策略来抑制直流母线电压的波动并设计控制器参数。利用阻抗比禁止区判据进行稳定性判定,并分析了线路滤波参数、负载功率和母线电容对变换器级联后稳定性的影响,得出规律性结论。仿真结果验证了理论分析及控制方法的有效性。

应用于高功率密度DC/DC变换器的铁氧体材料

高功率密度DC/DC变换器广泛应用于各种电子系统,对应用于其中的铁氧体材料提出了新的要求。分析了国内外DC/DC变换器的新近研究,总结了应用于这些高功率密度DC/DC变换器系统中的铁氧体磁性材料的主要特性,为结合实际需求进行高频低损耗铁氧体材料研发提供参考。

一种新颖带功率因数校正的AC/DC变换器的研究

提出了一种新颖的两开关三相PFC的AC/DC变换器主电路拓扑结构 ,给出了电路的设计方案 ,讨论和分析了该电路的工作过程、功率因数校正原理 ,并给出了电路的仿真和实验结果。

一种单端反激式功率叠加DC/DC变换器的设计

针对外置式大功率AC/DC电源的待机功耗较大的问题,提出一种全新的单端反激式功率叠加DC/DC变换器的设计方案。详细介绍了单端反激式功率叠加DC/DC变换器的工作原理。对其主要的器件进行设计和参数的计算,并给出了电路和相关波形。应用结果表明,该变换器可用于大功率场所,功率密度高、稳定性好、变换效率高,维护方便。