基于H桥的DC-DC变换器理论分析与仿真研究

传统的Buck电路只能实现单极性输出,而对于一些需要双极性输出的场合如直流电机励磁控制器等,则不能满足应用要求。基于H桥的DC-DC变换器在保证与Buck电路相同输出性能的前提下,可以实现双极性输出。分析了基于H桥的DC-DC变换器基本结构,探讨了其基本工作原理,并对其在开环控制下输出性能进行了仿真研究。仿真结果表明基于H桥的DC-DC变换器是可行的。     

基于三电平T型变换器的船用交直交供电电源

T型三电平变换器因功率密度高、开关器件少、电平数目多等优点而被广泛研究。基于T型三电平桥臂,引入复用桥臂构建一种适用于船用电源的T型交直交变换器,进一步提升船用电源的功率密度与经济性。采用基于同相载波层叠的脉冲宽度调制法,提出包含直流电压外环、输入电流内环的整流侧双闭环和逆变侧输出电压幅值单闭环的协调控制策略;再基于双闭环控制下的直流环节小信号模型设计优化负载电流前馈控制;并通过仿真和试验充分验证了提出的变换器拓扑调制电压平衡策略的有效性和正确性。     

H桥整流电路大小信号建模方法研究

为了分析电力电子装置静动态特性必须建立其解析模型。传统的建模方法有状态空间平均法（SSA）和广义状态空间平均法（GSSA）,其中SSA只能描述系统低频分量,GSSA阶次高系统计算复杂。针对以上两种传统方法的缺点,本文提出了一种电源开关等效法（SSE）应用于电源与开关串联的电力电子系统中。该方法简单直观,效率高,易于实现。文中针对H桥整流电路模型建立了其大小信号数学模型,通过PSCAD仿真软件验证了SSE的正确性。     

半桥电路的双闭环控制系统设计与建模

设计了在电感电流连续状态下的双闭环控制系统.给出了半桥电路双闭环控制系统的Simulink模型以及仿真结果.仿真结果证明了模型的正确性,对实际应用有指导意义.     

直流变换器模式快速识别PI自适应控制策略

针对三电平H桥直流变换器在传统的PI控制下,受到电流连续模式和电流断续模式切换大扰动时动态性能较差的问题,提出一种新颖的模式快速识别PI自适应非线性控制策略。采用状态空间平均法和开关网络平均法,建立变换器在2种模式下的数学模型,并设计了数字控制器。控制器有效提取了电感电压特征,能在一个开关周期内对模式进行快速识别,克服依据电感电流检测模式速度慢且准确性不高的问题,从而根据模式实时改变PI参数以实现最佳的动态性能。将新型控制策略和传统PI控制进行对比实验研究。实验结果表明,变换器在突加50%负载工况后,采用新型控制的输出电压最大跌落较传统控制降低25.2%,从而验证了该新型控制策略的可行性和有效性。     

多重化双向DC-DC变换器在DCM状态下电感电流纹波研究

本文首先分析了多重化双向DC-DC变换器的工作原理。在频域内分别对单个DC-DC变换器和多重化双向DC-DC变换器在电流断续状态下的电流用Fourier级数展开,导出了电流各次标准化谐波幅值及其比值与占空比的定量表达式。在时域内依据基于多重化结构的双向DC-DC变换器合成总电感电流波形特征导出了多重化双向DC-DC变换器与单个DC—DC变换器电感电流的脉动率比与占空比的定量表达式。定量表达式表明,多重化双向DC-DC变换器与单个DC—DC变换器相比,电感电流纹波及其谐波明显减小。这些定量表达式为大功率DC-DC变换器拓扑结构和工作点的选择提供依据。     

直流微电网储能系统双向DC-DC控制器硬件电路设计

针对直流微电网进行能量双向变换时母线电压不稳定问题,对用于直流微电网储能系统中双向DC-DC变换器的硬件电路进行研究与设计。详细介绍了双向DC-DC变换器的工作原理及硬件电路构成,并对硬件电路主要元器件的选型进行了说明。为实现实际电路中系统母线电压产生波动时能迅速恢复到正常工作电压状态,制作了实物并进行测验。实验结果表明,通过合理的双向DC-DC变换器硬件电路设计不仅可实现能量的双向传递,且在系统母线电压波动时,实现DC-DC变换器精确控制可确保直流母线电压稳定,提高直流微电网储能系统的可靠性。     

用于感应电机驱动的变频器建模方法综述

随着电力电子技术、控制技术的发展,采用变频器驱动的感应电机推进系统已成为综合电力系统的主要技术之一。综合电力系统采用变频器驱动感应电机推进系统,具有体积小、重量轻、转矩密度高和无级变速可调等优点。为了深入分析变频器的各种静动态性能,需要对变频器进行建模研究,目前用于变频器建模的方法主要有开关函数法、状态空间平均法、广义状态空间平均法和电源开关等效法。系统地总结了各种建模方法的基本原理和优缺点,为变频器的建模研究奠定了基础。     

闭环增益成形算法在舵阻摇系统中的应用

给出了单输人多输出(SIMO)系统即被控对象为非方阵情况下的闭环增益成形控制算法。考虑到舵阻摇系统的闭环传递函数阵一定是奇异的，以及具有1个输入控制2个输出的特点，在保证其中1个输出尽量小而另1个输出跟踪输入的前提下，将闭环传递函数阵即补灵敏度函数阵设为具有一阶惯性的奇异阵，设计出鲁棒控制器。研究并建立舵阻摇系统的非线性模型，并在Matlab中通过编写S函数来实现。用设计好的控制器对非线性模型进行仿真，运用Simulink工具箱得到仿真曲线，从仿真曲线可看出此控制器具有良好的鲁棒性能。通过分析并比较组摇前和组摇后的各组仿真曲线，算出减摇率在50%左右，减摇效果较好。     

ZVS半桥DC-DC变换器的研制

本文对一种采用移相PWM控制的半桥DC-DC变换器进行了研究,给出了其主电路结构,详细分析了其工作原理,并给出了半桥变换器实现ZVS工作的条件。在此基础上,给出变换器的双环PWM控制策略。最后通过仿真和实验,验证了理论分析的正确性及控制方法的可行性。