基于Cuk拓扑结构的双向DC/DC变换器的研究

针对双向DC/DC变换器在能量双向传输时存在电压电流波动的情况,采用基于Cuk拓扑结构的双向DC/DC变换器。通过PI控制器加入电流反馈环来抑制在能量传输时所产生的电压电流波动。在LTspice软件和Matlab/Simulink仿真软件中对系统的输出电压及电流进行了稳定性分析。从而实现基于Cuk拓扑结构的双向DC/DC变换器的电路设计,PI控制器设计、以及系统的开闭环仿真。

一种基于Cuk斩波电路的双向双层桥臂的蓄电池组均衡器的研究

为了快速有效地实现串联锂离子单体电池间的能量均衡,提出了一种基于Cuk斩波电路的双向双层桥臂的蓄电池组均衡器。此均衡器根据电池组的充放电状态采取两种不同的均衡策略:当电池组处于充电状态时,电池组中具有最高荷电状态的单体电池通过Cuk斩波电路被快速均衡放电;当电池组处于放电或静置状态时,电池组中具有最低荷电状态的单体电池通过Cuk斩波电路被快速均衡充电。均衡器拓扑电路原理简单、均衡电流连续、均衡电流可控性强、均衡效率高。最后对此均衡器进行了仿真实验,证明了此方案的可行性。

基于Cuk电路的多交错对称式均衡方案

均衡控制作为解决电动汽车电池组不一致性问题的有效方式,已发展成为汽车动力电池的关键技术之一。针对目前电感式拓扑均衡时间长、均衡速度慢的问题,本文提出了一种基于Cuk电路的多交错对称式均衡方案。以单体电池作为研究对象,引入中止参数,完成均衡策略的设计与优化,最终实现均衡控制。该均衡方案拓扑结构简单、均衡速度快,克服了传统电感式均衡能量转移路径长的缺点,并且实现了自适应调节均衡模块的控制信号占空比。最后搭建10节电池的均衡仿真模型进行验证,仿真结果表明了该均衡方案明显提高了均衡速度,改善了电池组的不一致性。

基于隔离式Cuk电路的黄金分割法MPPT

基于隔离式Cuk电路对光伏电池进行DC/DC变换,着重阐述了用黄金分割变步长算法实现最大功率点跟踪(MPPT)的基本原理,并在Matlab/Simulink环境下建立其光伏电池动态仿真模型,仿真结果验证了该系统具有加快跟踪速度,提高跟踪灵敏度和准确度,提高效率的优点。最后,构建了带RCD吸收电路的隔离式Cuk电路的硬件电路,实验结果证明了该系统的可行性和可靠性。

基于Cuk变换器的无刷直流电机转矩脉动抑制仿真

为解决无刷直流电机在换相过程中转矩脉动大的问题,提出了在三相逆变桥前端加入前级Cuk变换器和开关选择电路。通过对单一逆变器输入电压进行控制来抑制转矩脉动的方法。该方法使得瞬间换相区间电流上升相与电流下降相的电流斜率平衡,从而有效减小了换相期间的转矩脉动。通过仿真验证了控制策略的有效性。

基于Cuk斩波电路的电池组均衡方法

电池均衡技术可有效减小锂电池组串联使用过程中的不一致性。基于此提出了一种使用Cuk斩波电路作为均衡器的新型均衡拓扑,该均衡拓扑使用双层开关选择均衡单体电池连接到Cuk均衡器,同时该均衡器采用零电压导通技术。均衡方案使用单层均衡器实现模组内部单体之间以及不同模组的单体之间均衡能量的同时转移。该均衡方案具有均衡电流连续且波动较小、均衡能量转移效率高等优点。对12节串联的锂电池组进行了充放电均衡实验以及静置均衡对比试验,实验结果表明,该方案可以有效减小单体电池间的不一致性,提升电池组的整体性能。

一种可扩展单元的高增益升压Cuk电路

高增益升压DC-DC变换器越来越广泛地应用于新能源发电、电动汽车、UPS和智能电网等新型应用领域,而高效、低纹波、低应力、低EMI是该类变换器的发展趋势。文中提出一种可扩展单元的高增益升压Cuk变换电路。该电路不仅继承了经典Cuk电路输入输出电流连续、低纹波及较小的传导EMI等优点,而且能够在避免极限占空比的情况下实现大电压变比。所提出电路是结合二极管电容网络结构和改进升压型Cuk电路,构成一个新型高增益升压Cuk电路。论文对所提出电路的工作原理和工作过程进行详细的理论分析,开展电压变比关系、关键参数设计和半导体功率器件电压电流应力特性分析。在此基础上,论文进一步分析拓展二极管电容网络单元,从而提高了变换器的电压增益,减小了开关管电压应力等电路特性。通过分析,可扩展单元的高增益升压Cuk变换电路因具有较低电压应力而能够使用导通电阻小的开关管,从而减小导通损耗,提高变换器的效率。最后,对所提出电路进行计算机仿真,并设计4台功率100W、输入输出电压为60V/400V的原理性实验样机,与其他典型高增益升压变换器进行对比实验,验证提出电路相关理论分析的有效性。

基于滑模控制的Cuk光伏逆变器研究

针对小容量光伏发电系统发电容量较小、输出电压等级低且变化范围比较大,而传统的电压型桥式逆变器已经不能满足需要的情况,提出了一种基于滑模控制的新型双Cuk逆变器,并对其工作原理进行了详细的理论分析。该逆变器应用滑模控制方法实现了输出波形的正弦化,具有更好的输出特性。仿真表明该逆变器能够实现升降压逆变,可以工作在较宽的输入电压范围中,能够有效降低直流侧脉动对输出造成的影响,因此在小容量光伏发电系统中具有广泛的应用前景。

升降压电路和Cuk电路的比较研究

首先介绍了升降压斩波电路和Cuk斩波电路的工作原理,然后详细推导了它们的输出电压计算公式。最后在MATLAB/Simulink中对两种电路进行了建模与仿真,并对仿真结果进行了比较分析。通过仿真实验验证了两种电路既可以升压也可以降压,同时通过仿真波形指出两种电路的差别,相对于升降压斩波电路,Cuk斩波电路的输出电压和电流波形脉动更小,而且更加利于滤波。

一种新颖的光伏发电系统Cuk型软开关变换器的研究

提出了一种新型的Cuk型零电压转换(ZVT-PWM)软开关变换器,实验验证了该变换器可以实现主开关管和辅助开关管的软开关功能,而且主开关管不受最小占空比限制,辅助二极管反向恢复电流损耗小,这对整个系统效率的提高十分有益。

分数阶Cuk变换器的PI^(λ)D^(μ)控制研究

为了进一步提高变换器建模的精度,准确地描述其真实的动力学行为,并为变换器的优化控制提供更为准确的理论依据,基于电感和电容本质是非整数阶的事实,根据分数阶微积分理论,建立电流连续模式下Cuk变换器的分数阶模型,并采用分数阶PI^(λ)D^(μ)控制器进行控制。其次为了降低分数阶PI^(λ)D^(μ)控制器的参数整定难度,提出一种基于BP神经网络的Cuk变换器分数阶PI^(λ)D^(μ)控制策略。最后在Matlab/Simulink仿真平台上进行仿真验证,分析了分数阶PI^(λ)D^(μ)控制的分数阶Cuk变换器的稳态、鲁棒性及动态性能,并与整数阶PID控制器作对比。实验结果表明:建立的变换器分数阶模型可以更准确地描述实际系统的真实特性;和整数阶PID控制对比,分数阶PI^(λ)D^(μ)控制系统鲁棒性更强,控制灵活性更好,进一步提升了系统的动态特性。

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。

一种具有高电压传输比的新型Cuk矩阵变换器

对传统矩阵变换器存在电压传输比低的缺陷进行研究,提出一种新型的称为Cuk矩阵变换器的电路拓扑结构。介绍了该拓扑结构的基本构成及其工作原理,推导了其电压传输比与占空比之间函数关系的解析表达式,阐述了所采用的双闭环控制策略的基本设计方法,并通过仿真对其有效性和可行性进行了验证。结果表明:该拓扑结构能实现输出电压和频率的任意调节,其电压传输比可大于1,也可小于1,且直接输出标准的正弦波而无需滤波环节,有效地解决了传统矩阵变换器电压传输比低的难题,具有一定的应用价值。

适用于降压型MPPT的同步Cuk电路研究

同步Cuk电路是适用于降压型MPPT的充电硬件电路,它具有结构简单、性能突出等特点,能满足MPPT的功能要求。用Cadence软件进行太阳能充电模拟仿真,系统频率为100 k Hz,结果显示输入输出波纹连续、平滑,效率达到92%。

采用磁集成技术实现的CUK式低纹波隔离电源

基于CUK电路的基础,提出一种集成耦合电感的概念,以降低隔离开关电源的输出纹波,扩大开关稳压电源的适用范围。

基于模糊PID的级联式Cuk均衡技术研究

针对动力锂离子电池组在串联时单体电池之间电压存在不一致的问题,提出一种基于模糊PID控制的级联式Cuk均衡电路,解决了传统Cuk电路只用于组内均衡的问题。通过模糊PID算法调节MOS管的占空比,实现均衡电流的最佳控制。实验结果表明,基于模糊PID的级联式Cuk均衡技术大大提高了均衡速度,缩短均衡时间,均衡后的电压曲线拟合和分布相对集中,达到预期均衡效果。

升降压斩波电路和Cuk斩波电路的Simulink仿真对比

现代电力电子技术的基础是电力电子器件,它可以用来实现主电路中电能的变换或控制。绝缘栅双极晶闸管(IGBT)拥有GTR和MOSFET两种器件的优点,因此具有优良的特性,在中、大功率电力电子设备中应用广泛。该文借用Simulink对buck-boost变换电路和Cuk斩波电路进行了仿真,并分析两种功能一样的斩波电路在性能上的差异。

基于Cuk PFC变换器的LED驱动电源设计

针对传统仅使用功率因数校正(PFC)变换器设计的AC-DC LED驱动电源存在由2倍工频输出电流纹波造成的频闪问题,提出了一种基于Cuk PFC变换器的无频闪LED驱动电源。通过简单的电压模控制,所提变换器可以同时实现功率因数校正和低2倍工频输出电流纹波,实现高功率因数和LED无频闪。最后,通过一台11.2 W的实验样机验证了理论分析的正确性。

基于耦合电感型双层Cuk斩波电路的电池均衡系统

电池在串联成组使用时,由于制造工艺、工作环境不同等因素,电池之间荷电状态(SOC)和电压存在不一致的问题。为解决该问题提出了一种基于耦合电感型双层Cuk斩波电路电池均衡系统,用耦合电感代替非耦合电感,比传统Cuk斩波电路减少了元器件数量,降低了损耗,提高了均衡效率。同时,该均衡系统使用N沟道MOSFET,由同步触发脉冲PWM中一对互补信号控制。通过电路理论分析,设计了完整的均衡电路,最后在MATLAB/Simulink中进行仿真,结果验证了该均衡系统的高效性。

基于CUK双向变换器的串联电池均压法

本文研究了一种采用CUK变换器拓扑结构实现相邻两串联电池间能量转移的非隔离型分布式变换器均衡电压法。文章介绍了均压电路的工作原理,进行了理论分析,同时采用电压反馈和电流反馈双闭环控制的均衡方案,在MATLAB/Simulink中建立了该均压电路的仿真模型,给出了仿真结果和实验结果。结果验证了该种方法的可行性。