一种PWM/PFM自动切换的DC-DC芯片

提出一种可根据负载变化在脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)和脉冲频率调制(pulse frequency modulation,PFM)两种工作模式间自动切换的降压DC-DC芯片的设计法,推导出临界切换状态下的负载电流值表达式,在此基础上设计了一种PWM/PFM自动切换的DC-DC芯片.该系统在较大的负载变化范围内均具有较高效率.

基于PWM/PFM技术的降压型开关电源设计

为解决目前电子产品降压型开关电源工作模式无法实现实时动态转换,导致功率消耗较大问题,在传统降压型开关电源的基础上,引入脉冲宽度调制/脉冲频率调制(Pulse Width Modulation/Pulse Frequency Modulation,PWM/PFM)技术设计了降压型开关电源。通过对开关电源芯片内部模块进行分析,设计开关电源电压稳压器结构,减小电源环路中的噪声信号;采用PWM/PFM调制技术,设计降压型开关电源的切换电路。通过实验分析可知,新的降压型开关电源优于传统开关电源。

三相电压型PWM整流器准定频直接功率控制

建立三相电压型脉宽调制(pulse width modulation,PWM)整流器在不同坐标系下的数学模型,分析直接功率控制(direct power control,DPC)的工作原理。针对直接功率控制中开关频率变化问题,通过对PWM整流器瞬时功率分析推导,提出一种内环直接采用电流控制的新型准定频直接功率控制策略。仿真验证了算法的可行性。采用PM300DVA120智能功率模块,设计50 kVA的三相电压型PWM整流器控制实验,在10 kHz、5μs的开关频率下获得良好的实验结果。实验结果表明,所提方法实现单位功率因数运行,与现行的DPC-SVM定频控制方法相比,具有更好的动静态响应性能。

一种低开关频率PWM整流器的满意预测控制策略

结合满意控制和模型预测控制两者的优点,提出一种三电平脉宽调制(pulse width modulation,PWM)整流器的满意预测复合控制方案,实现了低开关频率下PWM整流器的高效运行,进而降低开关损耗、抑制电磁干扰。给出三电平PWM整流器的离散数学模型,分析其模型预测控制的实现方法,着重探讨满意预测控制器的设计,并给出PWM整流器隶属度的模糊判决方案。针对三电平拓扑存在的高du/dt冲击问题,给出其对应优化开关序列,消除du/dt冲击的同时,降低了系统计算耗时。仿真和实验结果表明,系统在低开关频率下运行时能有效抑制输入电流畸变,保证较高的功率因数,并保持良好的动稳态性能。

电网电压不平衡情况下PWM整流器恒频直接功率控制

恒频直接功率控制(constant switching frequency direct power control,CSF-DPC)具有开关频率固定、动态性能好、系统采样频率较低等优点。电网电压不平衡会在脉宽调制(pulse width modulation,PWM)型整流器交流侧产生大量谐波电流,使系统有功功率大幅波动,恶化系统性能。针对上述情况,提出一种新型恒频直接功率控制策略。该策略首先分离出电网电压和电流正、负序分量;然后在正、负序双旋转坐标系下计算瞬时功率与参考值之间的误差,根据误差生成整流器正、负序参考电压;合成后采用空间矢量调制(spacevector modulation,SVM)算法产生整流器电压,对功率进行补偿。该策略可有效抑制交流侧电流谐波,减小系统无功功率直流分量,稳定系统输出的有功功率,改善系统稳态性能。仿真与实验结果证明了该策略的正确性和有效性。

比例—谐振控制器在PWM变换器应用中的几个要点

比例—谐振(PR)控制器由于具有正、负序"双向谐振"的特性,且无需复杂的旋转坐标变换,在脉宽调制(PWM)变换器控制中具有广泛应用。从工程应用角度出发,系统讨论了PR控制器应用中需注意的3个关键问题:控制器的参数设计与稳定性分析,数字控制实现中的延时影响和相位补偿,以及频率自适应PR控制器的结构与离散化实现。仿真和实验结果验证了所述参数设计方法的合理性、数字延时补偿的有效性以及频率自适应比例—谐振控制器对频率变化的适应能力。

易于FPGA实现的最优移相PWM控制策略

在综合考虑波形特性、开关损耗、电压利用率及易实现性的基础上,提出一种新的最优移相脉宽调制(PWM)控制策略。从线电压出发,指出电压利用率的提高实质上是一个非线性规划问题,并就此非线性规划问题分8种情况进行讨论,系统地分析了谐波注入正弦脉宽调制(SPWM)电压利用率可以达到的极限值。采用数字仿真得出易于现场可编程门阵列(FPGA)实现的最优移相PWM调制波数据,并对其进行频谱分析。论证了移相法和堆波法在开关损耗上的一致性,以及移相法具有开关动作均匀、易于FPGA实现的特点。最后给出了最优移相PWM策略MATLAB仿真波形以及在SIGA(system in gate array)多电平高压变频器模型机中应用的实验波形。

载波带频率变化的PWM(VFCB-PWM)在级联有源电力滤波器中的应用

分析了级联H桥型变换器的工况,讨论了载波带频率变化的PWM(VFCB-PWM)技术,提出了基于VFCB-PWM技术的级联H桥型多电平变换器。利用瞬时无功功率理论,将其应用在并联型有源电力滤波器(APF)中。仿真结果表明,该并联型APF系统能够有效地补偿非线性负载引起的谐波和无功电流,性能良好。

PWM开关DC-DC变换器的低频波动

为了揭示 PWM 开关变换器输出电压出现低频波动的规律,基于电感电流和输出电压包络的波动频率远低于变换器的开关频率的假设,建立了变换器中电感电流和输出电压包络的微分方程,并在 s 域进行分析,得出了变换器的闭环输出-输入电压传递函数,采用胡尔维茨稳定判据得出了变换器的稳定条件,分析结果表明:反馈环节的滞后是造成变换器输出电压出现低频波动的原因。采用零极点分析的方法确定了变换器低频波动的频率,利用变换器拓扑结构的约束关系,得出了变换器低频波动的幅值。采用SPICE 仿真和实验的方法验证了理论分析结果的正确性。

S7-300C集成的PWM和频率测量功能应用

西门子S7-300系列PLC的CPU模块内集成了PWM脉宽调制和频率测量功能,通过调用其相应的系统功能函数块SFB47、SFB49,能产生可以调节频率的脉冲,并能对步进电机反馈的编码器信号进行计数。通过计算所需脉冲周期和脉冲数,可实现步进电机的速度控制和位置控制,由此实现步进电机的脉冲驱动和位置定位。

SA8281PWM芯片及其在空调风机变频器中的应用

介绍了一种新型三相PWM波形发生器SA8281,简述了其功能、特点及编程方法等,指出了其在实际应用中可能存在的问题,提出了解决办法,并给出了一个应用实例.

一种高效率的PFM控制策略

提出了一种应用于DC-DC(直流-直流)变换器的高效率脉冲频率调制(pulsefrequencymodulation,PFM)控制策略。它在一般PFM控制原理的基础上,结合了脉冲宽度调制(pulsewidthmodulation,PWM)控制方式的优点。因此,采用这种控制方式的DC-DC变换器具有功耗低、带负载能力强的特点。

降低异步电动机电磁噪声的RSVPWM变频方法

高次谐波产生的电磁噪声是当前高性能PWM逆变器存在的主要问题之一。分析 PWM波的功率谱密度可知,固定的开关频率是导致电磁干扰的主要原因。针对这一点,提出了用随机改变开关频率的空间矢量调制方法(即RSVPWM法)消除电磁噪声的方案。在基于 DSP的异步机变频调速系统实验平台上,进行了RSVPWM法和传统SVPWM法的对比实验,结果表明,RSVPWM法不仅保证了系统的优良调速性能,而且降低了异步电动机的电磁噪声。

数字化单极型SPWM相位角增量驱动方式研究

分析了直流永磁同步电机PWM载波频率设置方法,阐述了载波频率应满足似稳条件和绕组磁场建立时间的要求。为便于数字化编程控制,采用了单极型直接面积等效法的SPWM控制方法,推导了正弦脉宽调制PWM占空比计算公式,同时提出了实时调控SPWM相位角增量驱动永磁电机的控制算法。实验结果表明,利用该算法开发的DSP控制程序驱动永磁电机时绕组电压波形稳定,永磁电机转角曲线变化平稳,具有较宽的调速范围,符合SPWM调控要求,而且方法具有算法简单、容易实现的特点。

一种适用于三相碳化硅逆变器的新型PWM策略

随着电力电子新器件制造技术的发展,基于碳化硅(siliconcarbide, SiC)器件的三相电压源逆变器(voltage source inverters,VSIs)正在得到越来越广泛的应用。然而,随着开关频率的提高,SiC逆变器将会带来更大的电磁干扰以及更多的硬开关损耗,影响SiC逆变器的可靠性以及功率密度的进一步提高。因此,针对上述问题,该文提出一种适用于SiC逆变器的新型脉宽调制(pulsewidthmodulation,PWM)策略,并且通过统一的双极性载波PWM方法,对算法进行简易实现。经过详细的理论推导,可以得出该PWM策略在全功率因数范围内使SiC逆变器的开关损耗最小,并且在整个调制度范围内抑制了SiC逆变器的共模干扰源。最后,通过实验测试,验证所提PWM策略的可行性与先进性。

基于定频PWM稳压的电流互感器取能电源设计方法

针对输电线路电流大范围波动导致在线取能装置能量溢出问题,利用脉冲宽度调制技术能够有效地对取能装置进行稳压。计及常规高频PWM信号所引起晶体管的死区问题,在常规PWM稳压的基础上提出了一种能够自适应稳压同时在电流巨大时不需要高频PWM波的取能装置。首先在分析电流互感器取能原理的基础上建立取能负载模型,推导出负载电压与电流互感器母线电流的关系,通过引入开关电路,由固定频率PWM脉冲信号控制晶体管的导通与关断,从而解决电流过大时能量溢出问题;同时构建仿真实验平台,仿真验证该方法能够在母线电流变换的条件下达到自动调节取能负载电压的效果,证明了所提方法的可行性。

计及转矩振荡的双PWM交流调速系统谐波阻抗模型及电网低频振荡机理研究

双脉宽调制(pulse width modulation,PWM)交流调速系统(adjustable speed drives,ASDs)耦合了电力系统与机械系统,使得机械系统振荡的能量通过其调制注入电网。文中首先分析谐波分量与调制波被载波共调制的机理,并在此基础上得到基于Bessel函数的2-D傅里叶级数开关函数。之后利用该开关函数建立包含电机、两侧变流器的双PWM ASDs谐波阻抗模型,特别是模型计及了电机转矩振荡对双PWMASDs稳态阻抗的改变,定量地将转矩振荡等效为谐波非线性阻抗。之后,通过研制的双PWMASD及电机与机械负载,验证所推导的谐波阻抗模型的准确性。最后,应用得出的模型与结论,结合上海洋山深水港区四期自动化码头配电网的实测数据,分析电网低频振荡的特征和机理,证明模型及结论的正确性和有效性。

PWM闭环控制的开关电源系统模型研究

通过数学分析方法 ,把开关电源电路表示成线性传递函数或非线性控制模型 ,可以建立一种全系统的符号仿真模型 ,最终达到提高仿真速度和实现较大系统主控回路联合仿真的目的。

PWM变频器用于异步电动机时存在的问题分析

PWM 变频器正在得到越来越广泛的应用,使异步电动机在节能、改善控制性能及扩大其使用范围等方面收益非浅。然而,电动机使用 PWM 变频器与使用一般工频电网电源相比存在着许多问题。例如,变频器到电动机的电缆长度对电动机瞬时电压的影响,电动机发热增加等。本文主要分析了异步电动机使用 PWM 变频器时存在的一些特有的问题及其原因,提出了在实际应用中正确使用 PWM 变频器的一些方法。

无差拍控制的PWM变换器电压矢量序列优化

为了降低PWM变换器有功功率和无功功率的稳态误差,减小其交流侧输出正弦电流的谐波含量,建立了PWM变换器的无差拍预测直接功率控制系统的功率变化模型,给出了基于变换器交流侧电压角度位置划分扇区的电压矢量序列方法,由于扇区的分法与传统方法错开了一定的角度,避免了偶数扇区中出现所选的3个电压矢量对有功功率变化率或无功功率变化率的影响趋势相同的情况,也避免了辅矢量作用时间不合理的现象。快速调节功率的同时,减小了功率稳态误差,降低了电流谐波含量,使开关频率固定,且无需坐标变换和空间电压矢量调制。