谷值V2控制Boost变换器的频域与时域特性分析

基于对Boost变换器输出电压纹波的分析,本文将谷值V2控制技术应用于Boost变换器.详细分析了谷值V2控制Boost变换器的工作原理,首次建立了谷值V2控制Boost变换器的小信号模型,推导了控制-输出、输入-输出和输出阻抗等传递函数,研究了其频域与时域特性,并与谷值电流控制Boost变换器进行了比较分析.研究结果表明,与谷值电流控制相比,谷值V2控制Boost变换器具有比谷值电流控制Boost变换器更快的输入和负载瞬态响应速度,在给定参数下,谷值V2控制瞬态响应在输入电压增加时快530 s,输入电压减少时快800 s;当负载增加时快650 s,负载减少时快1 330 s.实验结果与仿真结果基本一致,验证了理论和仿真分析的正确性.      

基于前缘调制的数字V2控制

为促进数字控制技术的发展,基于数字控制器的基本功能模块和V2控制方法的基本原理,提出了基于前缘调制的数字V2控制算法,并探讨了该算法消除次谐波振荡的原理.基于MATLAB仿真软件平台,对采用数字V2控制算法的开关变换器进行了计算机仿真,并采用FPGA(现场可编程门阵列)作为硬件平台进行了实验.在相同的Buck变换器上,将采用数字V2控制算法与电压型控制算法的仿真结果和实验结果进行了比较,结果表明,采用数字V2控制算法可提高开关变换器的动态性能.     

谷值电流控制反激变换器的非线性现象

为了选取DC-DC变换器的参数,建立了谷值电流控制反激变换器动力学方程和离散映射模型,利用分岔图和庞加莱映射,研究了其复杂的非线性动力学行为,并对基于谷值参考电流和输入直流电压变化的稳定性和分岔特性进行了分析.通过Matlab/Simulink平台构造了相应的时域仿真模型,得到了谷值电流控制反激变换器的时域波形和相轨图.研究结果表明,谷值电流控制反激变换器存在非线性动力学行为,变换器随着电路参数的变化,从稳定状态经过倍周期分岔和边界碰撞分岔进入混沌状态.     

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.      

双缘COT调制数字电压型控制Buck变换器分析

为了提高恒定导通时间(constant on-time, COT)调制开关变换器的输出电压稳压精度,基于COT调制和双缘脉冲宽度调制的特点,提出了一种工作于电感电流连续导电模式(continuous conduction mode, CCM)的开关变换器双缘恒定导通时间(dual-edge constant on-time, DCOT)调制方法.介绍了DCOT调制数字电压型控制Buck变换器的工作原理,对比分析了COT调制和DCOT调制数字电压型控制Buck变换器的稳态性能和瞬态性能.结果表明:相比于COT调制,采用DCOT调制的数字电压型控制Buck变换器提高了输出电压的稳压精度,其大小为输出电压纹波峰峰值的50%,且瞬态调节时间减少了1个开关周期.最后,通过仿真和实验结果证明了理论分析的正确性.      

滞环PID控制在蓄电池充电器应用中的研究

传统PID（比例-积分-微分）控制对被控系统的参数摄动比较敏感,滞环控制具有较强的鲁棒性,将滞环PID控制方法引入到以恒流充电的蓄电池充电器中,可以使变换器具有很强的鲁棒性、适应性和稳定性。充电器主电路采用移相全桥变换器,给出了传统PID和滞环PID控制的仿真模型,针对变换器负载波动对输出电流的影响,以及输出电流的稳定性,分别作出了仿真试验和分析。仿真结果表明,将滞环PID控制应用到蓄电池充电器能够获得相对恒定的电流并且使得蓄电池充电器对外部响应及其内部参数的摄动有良好适应性。     

Peak current control strategy with extended-state tracking compensator for DC-DC in hybrid energy storage system

Because variations of ultra-capacitor voltage and battery voltage generate subharmonic and chaotic behaviors in hybrid energy storage system (HESS) application when a DC-DC converter is under the peak current control, a novel digital control strategy, i.e., peak current control with extended-state tracking compensator, is introduced to deal with the stability. The gains of the control algorithm are selected based on pole locations formulated from the Bessel filter. The simulation results validate that under the peak current control strategy with compensator, the DC-DC converter does not have the subharmonic and chaotic behaviors. The response time under the peak current control with compensator is the same as that under the peak current control. The ripple voltage and ripple current of battery are less. The tracking error of inductor current tends to zero.     

基于单片机的数控直流电流源设计与实现

针对目前数控电源存在的输出精度不高、工作状态不稳定的缺点,设计以单片机ATS89S8252为核心部件,由键盘、显示、DC/DC变换、A/D及D/A转换、I/V转换等模块组成的恒流源。采用双反馈调节系统及PWM集成芯片,自动调节单片机,实时地将预设值和检测值进行比较并调整,提高输出精度。仿真结果表明:采用此方法具有较高的控制精度。     

基于Lyapunov理论的交流传动系统建模和稳定性分析

为完整分析PWM整流器-逆变器-电机串联交流传动系统的稳定性跟随主要系统参数变化的规律,基于各子系统的开关函数模型,结合空间矢量脉宽调制算法的开关函数在dq坐标系下的等效表达式,建立整个系统的状态空间模型,采用偏微分法进行线性化处理,得到系统的增量方程;基于Lyapunov第一法,采用MATLABMAT语言对系统的稳定性进行分析．仿真结果表明：在传动系统全速度范围内,增大PWM整流器滤波参数和电机定转子电阻有利于增加系统的稳定性,电机定转子电感的变化对系统稳定性的影响呈双极性变化．因此,合理选择系统设计参数,能够使系统保持较大的稳定区域,避免系统振荡现象的发生．