一种应用于探测的可预测电流模式FSBB电路

探测器的能源供给离不开DC-DC变换器,先进的控制方法能提高工作效率。预测电流模式控制相比于传统的PI控制具有动态响应快、易于进行过流保护等优点,因此被广泛应用到电力电子控制领域。由于控制回路的问题,不能通过计算开环增益的方式对负载波动与输出电压变化的闭环传递函数进行有效地设计。因此,提出了一种在不加前馈控制的情况下,基于预测电流模式控制四开关Buck-Boost(four-switch Buck-Boost,FSBB)变换器补偿器的设计方案,该方法能提升负载动态响应,通过实验数据,证明了该方法的有效性。

Buck-Boost变换器电流滞环控制策略的研究与改进

电流滞环控制策略具有稳态过程精度高、响应速度快的优点,但在负载电流突变过程控制效果不够理想。为了缩短变换器的动态响应时间,提高负载调整率,对电流滞环控制策略进行了改进,根据电容电荷平衡原理提出一种暂态电流滞环控制策略,并进行了详细地理论分析和数学建模。基于STM32F407VGT6开发板制作了Buck-Boost变换器样机,实验结果表明,应用暂态电流滞环控制策略后,负载调整率提高了1%左右,动态响应时间缩短了200μs左右。

直流变换器混合电流控制技术研究

研究了一种应用于直流变换器的混合电流控制技术。该技术将传统的线性PWM控制技术和非线性的滞环电流控制技术相结合,兼具传统线性PWM控制开关频率固定和滞环电流控制动态响应速度快的优点,控制结构简单,电路易于实现。基于Buck变换器详细分析了该控制技术的原理,给出了关键参数的设计过程,仿真和实验结果验证了该控制技术的可行性和优越性。

一种采用负载电流和转速补偿的改进型飞轮储能系统放电控制算法（英文）

主要研究飞轮储能系统放电过程的直流母线电压稳定控制算法。飞轮放电过程中电机反电势随转速持续下降,直流侧负载通常具有电流突变的脉冲负载特性,而且传统PI双闭环控制的直流母线电压外环控制器具有非线性,导致其应对负载电流突变的动态响应慢,对转速变化的适应性差。为解决上述问题,本文提出了一种采用负载电流和转速补偿的飞轮储能系统放电控制算法。该方法将直流侧负载电流和电机转速信号补偿至直流母线电压外环,根据双向能量变换器交直流侧的功率平衡关系,对传统PI控制器的输出进行修正,重新计算q轴有功电流的给定值。此外,针对飞轮储能系统采用的高速电机d、q轴耦合电压大的特点,本文在电流内环也增加了前馈解耦算法,以实现d、q轴电流的独立解耦控制,增强对电流给定信号的跟踪能力。仿真和实验结果与理论分析一致,证明了改进后的放电算法具有更快的动态响应速度和更强的转速适应能力。

一种基于纹波特性的新型滞环控制策略

基于电感纹波电流与输出纹波电压对电容的充放电特性,提出了一种新颖的滞环控制策略。该策略在输出电压单环反馈中导入电感电流信息,将电感电流与输出电压相加作为反馈量,有效改善了电容充放电变化率,其控制电路简单,无需使用误差放大器及其相应的补偿网络。最后以Buck变换器为例,分析了该策略的工作原理,并通过仿真和实验表明了该策略比传统的PWM控制具有更好的鲁棒性和瞬态响应速度。

Buck变换器电容电流平方滞环(CCSH)控制方法

针对微处理器对Buck变换器快速动态响应速度的特殊要求,提出了Buck变换器电路理想的过渡过程波形。通过对理想波形的定量分析,得到了其实现方法:电容电流平方滞环(CCSH)控制方法。Matlab仿真结果验证了其优越的控制性能。

Boost DC-DC变换器电流滞环暂态控制策略的设计

对数字电流滞环控制Boost DC-DC变换器进行了详细的仿真实验分析,发现暂态过程中存在恢复时间过长和无法完全恢复到目标输出值的问题。针对这一问题,在原有的电流滞环控制策略的基础上提出了一种改进的电流滞环控制方法。具体控制方法是程序自动判断负载电流是否发生突变,以及突变的类型是电流突增或突降。若突增则启动电流突增暂态控制策略,若突降则启动电流突降暂态控制策略,若没有发生突变,则沿用电流滞环稳态控制策略。完成了改进的电流滞环控制方法的详细设计,并进行了仿真和硬件测试。测试结果表明,改进后的控制策略在保持良好的稳态特性基础上明显改善了变换器的暂态特性。与原有的控制策略相比,有效缩短了暂态恢复时间并提高了负载调整率。

Buck变换器的数字电流滞环控制策略的改进

基于已有的数字电流滞环控制的Buck DC-DC变换器控制策略和实验结果,分析了造成负载突变时出现动态响应时间长及输出电压无法恢复到期望值的原因,提出了一种改进的控制策略。该控制策略在沿用已有的控制策略的基础上,增加了对负载突变过程的检测,如果发生负载突变情形,自动切换到新的控制策略。针对负载突增和突减,分别建立突变过程的数学模型,设计相应的控制策略,给出硬件测试结果。实验结果表明,该控制策略在稳态控制和动态过程控制中都是正确可行的,在保证稳态时输出电压精度的基础上,明显改善了变换器的动态特性。

基于Saber仿真的电源车励磁调压系统改进设计

针对航空地面电源车现行励磁调压系统存在的动态响应速度较慢以及直流保障时输出电压不稳定等问题,提出在其励磁调压系统中加入直流电源控制与电压反馈组成双闭环控制系统的方案;针对所选用的电流滞环控制方案存在的开关频率不稳定及由此带来的输出电压谐波含量高、容易损坏功率开关管等问题,提出用变环宽恒频电流滞环控制方案,使系统在保持快速动态响应速度的同时,实现了开关频率的固定。仿真和实验结果验证了所提方案的可行性。

动态参考电流控制三态Boost变换器的性能分析

为了提高工作于伪连续导电模式(pseudo continuous conduction mode,PCCM)的三态Boost变换器的效率、负载范围和瞬态响应性能,研究了一种动态参考电流(dynamic reference current,DRC)控制策略.详细分析了DRC控制三态Boost变换器的工作原理,并比较了采用恒定参考电流(constant reference current,CRC)控制和DRC控制的三态Boost变换器的效率和负载瞬态响应性能,分别推导了它们的负载范围表达式,最后,通过实验对理论分析进行验证.研究结果表明:与CRC控制相比,DRC控制三态Boost变换器的轻载效率提高了14%;在全负载范围内均能工作于PCCM模式,负载范围宽;负载减轻和增加时,调节时间分别减少了37.5%和32.0%,电压超调量分别减小了69.7%和61.9%,瞬态响应性能好.

一种改进的平均电流控制方法的研究

文章主要分析Buck电路在连续导电模式(CCM)和断续导电模式(DCM)下不同的占空比-输出电压特性。针对平均电流控制方法难以适用宽负载的问题,依据在开关周期内平均值等效原则,提出了一种改进电流环给定信号的控制方法。该给定信号由电感电流与接近0的阈值相比较输出脉冲信号,再与电压环的输出相乘得到。所提方法的控制环路尽管是依据CCM而建立,但是较修正前在DCM稳态下具有更高的电感电流平均值跟踪精度;同时减缓了电路从CCM到DCM切换时的电感电流变化,减小输出电压超调和提高投切载的动态响应速度。最后通过仿真研究证明了该方法的有效性和可行性。

储能换流器动态过程分析与前馈控制改进策略

低压直流配电网通过母线分段降低了每段母线所承担的功率容量,使大范围内的直流供电成为可能。考虑配电网负荷多元化及用电的随机性,直流母线电压会时有波动,因此需在敏感负荷区配置储能装置,以提高供电质量及供电可靠性。为此,文中首先选取并实现了三重化DC/DC换流器拓扑以增大储能换流器(SC)容量,以及提高母线失电状态下储能装置的供电时间;同时基于载波移相的定电压控制,在减小电压偏差的同时降低电流纹波,从而提高电能质量。其次,为应对配电网内功率波动,缩短暂态响应过程,对SC输出电流的动态响应过程进行了深入分析并建立了小信号模型;基于动态过程分析设计了将电压偏差引入电流内环的前馈控制策略,且进行了缺陷分析与改善设计。最后进行了实验验证。

Buck变换器电感电流滞环控制方法

针对Buck变换器快速动态响应的要求,本文提出了一种具有快速动态响应速度的非线性控制方法——根据负载电流调节的电感电流滞环控制。该方法能够明显改善输入电压及负载变化所引起的动态过程,且物理意义明确、直观,设计过程简单。Matlab分析和仿真结果验证了该控制方法的优越性。