一种基于双环控制的S-FB-ZVS-PWM变换器研究

提出采用三端PWM开关模型法建立PS-FB-ZVS-PWM变换器的平均电路小信号模型。分析并推导出PS-FBZVS-PWM变换器的传递函数,设计了电流内环功率外环的双环控制算法,并分析了基于双环控制的开环传递函数幅频和相频特性,最后通过PSIM仿真软件搭建了变换器的仿真模型。实验结果验证了基于双环控制的PS-FB-ZVS-PWM变换器可以很好地实现对输出功率的控制。

ZVS移相全桥变换器的建模与仿真

随着开关功率变换器的广泛应用,对其动态及诸多性能有更多的要求。因此对其建模及控制的研究是很有必要的。文中通过对移相全桥变换器的分析,对其进行建模,并根据模型设计了控制回路,并进行验证。实验结果证明了该模型的有效性,对全桥变换器的控制回路设计提供了帮助。

新型全桥ZVS PWM DC-DC变换器的小信号建模及仿真

对软开关变换器的准确建模,可以正确设计软开关变换器的各元件的参数,使软开关变换器的性能得到进一步提高。本文结合新型全桥ZVS PWM DC-DC变换器的软开关工作特点,利用PWM开关等效模型,推导出了新型移相全桥ZVS PWM DC-DC变换器的小信号模型。并通过对小信号传函的幅频及相频特性分析,证明了这种模型具有物理意义清晰、计算简单等优点。

基于电路平均模型的ZVS移相全桥的小信号与暂态分析

介绍了ZVS移相全桥变换器的电路平均模型,在Simetrix仿真软件环境下实现了该电路平均模型,并做了小信号与暂态仿真分析。仿真实践证明,使用电路平均模型,仿真用时明显减少。文章最后给出了小信号和暂态仿真结果。

机载GNSS海洋反射信号的建模与仿真

由于全球导航卫星系统反射(GNSS-R)机载试验耗费大和重复性差,需研制GNSS-R信号模拟器,但没有相应的反射信号模型。提出了一种基于数据拟合的机载GNSS海洋反射信号建模方法。首先,对复杂的GNSS海面反射信号进行近似简化。然后利用ZV模型生成的时延相关功率曲线,通过最小二乘拟合和非线性拟合,建立了多条等时延间隔的海洋反射信号功率衰减模型,从而得到机载GNSS海洋反射信号的时延、功率、多普勒频率参数。最后,对多条反射信号的合路信号进行相关的仿真验证。验证的结果表明模拟的14条反射信号的相关功率曲线与ZV模型理论曲线的相关系数优于0.99,能够有效地用于GNSS海洋反射信号的生成。该方法可根据海面风场、浪高、波高等海面信息,模拟不同海况的海洋反射信号,为GNSS-R信号模拟器的研制奠定基础。

GNSS海面反射信号的三维建模方法

全球导航卫星系统反射(GNSS-R)技术应用中需GNSS-R信号模拟器来测试反射信号接收机,以降低成本。为此,提出了一种基于双基雷达原理的全球导航卫星系统(GNSS)海面反射信号建模方法。首先,分析了GNSS-R双基雷达遥感原理,根据延迟和多普勒频率在海面的分布特点,选择海面的反射点,并计算相应反射单元的面积;然后,对散射系数进行了计算;最后,对多条反射信号的合路信号进行相关的仿真验证。验证结果表明:模拟的海面反射信号的相关功率曲线与ZV模型理论曲线的相关系数优于0.92,能够有效地用于GNSS海面反射信号的生成。

基于双基雷达原理的GNSS海面反射信号建模方法

全球导航卫星系统反射(GNSS-R)技术应用过程中接收机的测试验证需要反射信号产生源,以降低成本。信号的模型是GNSS-R信号产生源中的核心。针对缺乏相应模型的问题,提出了一种根据双基雷达原理建立GNSS海面反射信号模型的方法。首先,在分析GNSS海面反射信号特征的基础上,选取了恰当的海面反射点。然后,计算了雷达方程中的散射系数和散射面积,从而得到相应反射点的反射信号功率。最后,对所求得的反射信号参数进行仿真验证。验证的结果表明,反射信号的相关功率曲线与ZV模型理论曲线的相关系数优于0.98,能够有效地用于GNSS海面反射信号的生成。因此,该方法可为GNSS-R信号产生源的研制提供一定的理论支撑。

移相全桥变换器中RC缓冲电路对系统影响机理与优化研究

移相全桥ZVS变换器副边整流二极管电压应力较高,需要设计缓冲电路来保证系统性能。然而,加入RC缓冲电路的变换器在某种工作模式下近似为LCL三阶谐振系统,导致接近开关频率的谐振甚至在整流二极管两侧产生更高的电压应力。通过建立移相全桥ZVS变换器在能量传输模式期间的等效电路模型,揭示RC缓冲电路对系统稳定性产生影响机理及电路参数对振荡的影响规律,通过分析选取合理的RC缓冲电路参数,不仅有效降低整流二极管电压应力,同时抑制由缓冲电路带来的振荡问题,进而提高系统的效率。设计了一个3.2 k W(10 A,320 V)的实验样机,验证了理论分析的正确性。

软开关型不对称半桥研究

研究了不对称半桥的零电压开通动态过程;建立了小信号动态模型,推导了零、极点的分布,分析了激磁电感对稳定性的影响,提出了补偿器的设计方法。通过采用不对称绕组,优化了LC滤波器的设计。实验结果表明,不对称半桥的ZVS提高了变换效率,补偿后的系统有良好的稳态特性和动态特性。

基于频域分析的双有源桥串联谐振变换器的设计与闭环控制

为了扩展双有源桥串联谐振变换器(dual active bridge series resonant converter,DABSRC)的软开关范围,提高变换器的稳定性,提出基于频域分析的变换器设计方法并建立其动态小信号模型。通过频域分析得到DABSRC的工作特性,利用工作特性设计变换器的电压增益、品质因数等参数;并针对实际系统中变换器需要闭环控制的问题建立DABSRC的动态小信号模型,为闭环控制的设计提供依据。通过搭建DABSRC的Matlab模型,验证分析方法及闭环控制的有效性。结果表明:基于频域分析的设计方法可以确保DABSRC在不同工况下实现软开关,同时,闭环控制可以显著提高变换器的稳定性。

升压PS-PWM控制器的分析与设计

针对升压型全桥移相零电压开关PWM变换器,提出了一种基于电压模式控制的控制器的设计方法。利用PS-PWM变换器的开环小信号模型,综合考虑了输入电压和负载电流的扰动,得出系统的电压模式控制框图,并根据其原理推导出系统的闭环传递函数,分析得出控制机理和控制器的设计方法。经Matlab仿真分析和实验验证,该方法设计的控制器具有良好的控制效果和鲁棒性能。

不对称半桥变换器的小信号建模与仿真研究

不对称半桥变换器利用自身的寄生器件实现了开关管的零电压操作,在不影响电路整体结构,以及不增加成本的前提下达到了很好的输入、输出特性。文章建立了该类变换器的小信号模型,进行了动态分析、仿真研究及补偿回路设计,并对整体的电路稳定性和几个关键的频率特性进行了研究。

移相全桥零电压变换器的建模与控制

在Buck变换器小信号模型的基础上,建立了移相全桥零电压变换器的小信号模型.分析了控制环路的幅频特性和相频特性,设计了移相全桥零电压变换器控制环路的补偿网络,从而提高了系统的瞬态响应及稳定性.通过仿真验证了小信号模型的正确性和补偿网络设计的合理性.

移相全桥零电压PWM变换器的建模与仿真

在对移相全桥零电压PWM(FBZVS PWM)变换器工作原理分析的基础上 ,建立了移相全桥零电压PWM变换器的小信号模型 ,给出了变换器频域和时域的仿真结果。

移相全桥电路的小信号建模与仿真

小信号模型对于研究变换器的动态特性,变换器各元器件参数的设计有着十分重要的作用。本文从Buck电路出发,结合了移相控制以及零电压开关的原理,建立了移相全桥变换器的小信号模型。并通过对该电路的传递函数的幅频相频特性的分析,验证了该模型的正确性。

一种数字化高压开关电源的设计

采用移相全桥ZVS变换器作为高压开关电源的主变换拓扑。首先介绍了移相全桥ZVS变换电路以及如何处理高频高压变压器分布参数,然后基于BUCK电路的小信号,给出了移相全桥ZVS电路的小信号模型和PID补偿器的设计方法。然后分析了数字控制系统的工作原理并基于数字重设计法,给出了数字补偿器控制参数的设计方法。最后通过仿真对电路设计进行了验证。

软开关DC/DC变换器的研究及PH型变换器

简述了软开关变换的4个特征.以实用性、代表性的软开关DC/DC PH型变换电源为例,较为详细地阐述了它的工作原理,其中有产生ZVS的条件公式、基本典型电路图、工作时间波形图;结合工作模型分析了波形图中各个时间的对应关系;指出了软开关DC/DC变换器在实际应用中存在的8个问题;简述了今后软开关变换的发展和研究方向.

应用于水处理的高频数字化电源

高频电源可实现高频功率输出,其后再加特定装置产生磁场,用以研究高频磁场下水的特性变化。为了在宽功率范围实现移相全桥的零电压开关ZVS(zero-voltage-switching),提高整机效率,在Boost-PWM与移相PWM双自由度控制的基础上提出一种基于模型前馈的控制方法。通过建立输出功率模型,加以模型前馈控制,结合闭环PI控制,不但可以保证输出功率满足要求和全功率范围内实现ZVS,还能够提高对于负载突变时的动态性能。首先提出该高频变换器的拓扑结构,再详细分析其工作原理和运行状态,得到精确的基于负载输出功率数学模型,给出相对应的输出功率范围和ZVS软开关范围,最终设计基于DSP和碳化硅(SiC)MOS管的电源样机。实验结果验证了所提理论的正确性,且该电源可以满足水处理实验的基本要求。

基于开关等效模型的全桥ZVS PWM DC-DC变换器的小信号建模

结合全桥ZVS DC-DC变换器的软开关工作特点,利用PWM开关等效摸型,推导出了全桥ZVS DC-DC变换器的小信号模型。应用这种小信号模型,依据变换器动态性能指标,可以正确设计全桥变换器各元件的参数,使这种软开关变换器的性能得到进步提高。通过对小信号传递函数的幅-频及相-频特性的分析,证明了这种模型具有物理意义清晰。

无线能量传输系统双LCC谐振补偿电路研究

针对双LCC谐振补偿电路结构的研究中缺乏考虑系统增益特性,忽略电路整体的输出特性的不足,提出采用基于互感模型的阻抗特性分析法,该方法兼顾谐振系统的输出特性,确定一个与负载和耦合系数无关的固定频率点,在此频率点下发现了谐振电路具有纯阻性和恒流源输出的特性.提出两种实现前级H桥变换器ZVS的参数优化方法,从谐振电路增益角度对比分析了这两种优化参数方法对谐振系统输出特性不同的影响.设计了一台3.3kW的基于双LCC谐振补偿电路的变换器,仿真和实验验证了针对谐振补偿电路特性的分析及优化方法的正确性.