基于GSSA的双有源桥双向DC-DC变换器建模与分析

由于双有源桥双向DC-DC变换器电感电流在一个周期内波动很大,采用传统状态空间平均法对其进行小信号建模不符合"小纹波"假设,本文采用一种常用于谐振变换器建模的广义状态空间平均法(Generalized State-Space Averaging,GSSA)来对双有源桥双向DC-DC变换器进行建模。首先介绍了基于傅里叶变换的广义状态平均法,然后根据变换器的时域状态模型,以原电路变量的傅里叶级数系数为状态变量建立广义状态平均模型,求得控制到输出的传递函数,并设计了闭环控制器。最后在MATLAB/Simulink中搭建了仿真模型,仿真结果表明,利用该模型设计的闭环控制器可使变换器输出稳定电压。     

两重化Buck变换器设计研究

本文研究两重化Buck变换器的设计方法。在研究基本型Buck变换器的结构和参数计算方法后,得到两重化Buck变换器的结构和主要器件的参数计算方法。在此基础上,基于相同的输入输出设计要求,设计了基本型和两重化Buck变换器,并得到具体的器件参数。通过PLECS仿真软件进行仿真分析,对比了两者的电气性能。仿真结果表明,两重化Buck变化器输出电压和电流纹波小,电流高次谐波含量低,电气性能显著优于基本型Buck变换器。     

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。     

一种大功率三电平H桥直流变换器开关函数建模

开关函数的建模方法是研究电力电子变换电路和控制策略的一种有效手段。本文以一种三电平H桥直流变换器为研究对象,基于PWM移相控制策略和开关函数建模方法,搭建了三电平H桥逆变单元的开关函数模型,在MATLAB上开展变换器不同工况下的仿真研究,并与Simlink库自带的H桥逆变器模型仿真结果对比,验证开关函数建模的有效性。     

双闭环控制对Buck类变换器动态响应的影响

Buck类变换器最基本的控制方式包括单电压闭环控制以及电压电流双闭环控制.相较于单电压闭环控制,基于输出电压外环、电感电流内环的双闭环控制方式具有稳态性能好、动态响应速度快、抗干扰能力强等优势.本文从阻抗的角度揭示闭环控制对Buck类变换器动态响应特性的影响机理,并进行了比较分析.最后,通过仿真验证了本文提出的阻抗分析...     

基于RCP实时仿真的三电平H桥直流变换器实验平台设计

三电平以及多电平拓扑结构的变流器已经广泛应用于分布式发电,高压直流输电等领域,而实时仿真为变换器的研究提供了一种新颖的研究手段。本文基于RT_LAB构建了三电平H桥直流变换器快速控制原型(Rapid Control Prototyping,RCP)实时仿真实验平台,介绍了其基本结构及软硬件设计过程,在此实时仿真实验平台上开展了三电平H桥直流变换器不同工况下的仿真,与离线仿真结果对比,吻合情况良好,验证了实时仿真实验平台设计的合理性。     

并联Buck变换器均流电感接入方式的仿真研究

Buck变换器并联是工程上常用的增加电源容量的方法,采用在并联Buck变换电路中增加电感从而达到均流的目的。有两种方式,一是电感加在各Buck模块内部,二是电感加在主电路上。本文对并联Buck电路进行了原理分析以及仿真研究,仿真试验验证了两种方法均可不同程度地实现模块均流。     

Buck变换器的模糊控制系统设计及仿真

针对船舶直流区域配电系统中Buck变换器精确数学模型难以建立、经典控制系统设计困难的问题,提出了Buck变换器的模糊控制系统的设计方法和步骤,并建立了仿真模型。仿真结果表明,在Buck变换器输出电压的控制方面,模糊控制系统与经典PID控制系统相比,在超调量、震荡次数等控制指标上均有明显的优势。     

一种基于双闭环控制的并联Buck均流器设计

直驱式永磁同步风电系统电机侧变换器的一种常见拓扑结构为二极管整流桥后接Boost斩波电路。此结构具有较强的非线性,采用普通PI控制器很难使系统在正常运行范围内保持较好动态性能。本文基于双闭环控制方法,设计了基于Buck电路的并联均流器,并进行了相关仿真和试验。     

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。     

Buck变换器共模电流分析研究

为了满足电磁兼容标准,需要在Buck变换器中加入共模滤波器。在某些场合,输出侧的电磁干扰也是需要测试的,因此也需要在Buck变换器输出端接入共模滤波器。论文分析了Buck变换器产生共模电流的机理,得到了共模电流的传导路径,对比了在输入端接共模滤波器和输入输出都接共模滤波的情况下的共模电流干扰,发现后者的共模电流干扰异常。仿真结果也表明输入输出都接共模滤波情况下共模电流非常大,应尽可能采用带隔离型的Buck变换器。     

带隔离变压器半桥电路的仿真研究

研究了隔离型半桥变换器,首先阐述其工作原理,并且给出了其在MATLAB/Simulink中的仿真模型和仿真结果,仿真结果与理论分析完全一致。而且通过仿真分析得出带隔离变压器的半桥电路可以实现直流变直流的目的,相对于直流斩波电路,其更不容易发生变压器的偏磁和直流磁饱和。     

不连续导电模式功率因数校正电路二次谐波的分析与抑制

基于Buck变换器的有源功率因数校正电路可直接实现功率因数校正和降压功能,但会在输出电压中产生较大的二次谐波电压,本文就两种降低二次谐波电压的方法-增大输出电压反馈的带宽和串联补偿技术进行了比较,结果表明串联补偿技术能够有效降低二次谐波电压,而且输入电流能够很好地跟踪输入电压且无畸变,保持较高的功率因数。     

基于开关电容单元直流侧电压自均衡多电平变换器

文章提出一种由级联H桥(CHB)以及开关电容(SC)单元构成的模块化多电平变换器,所提出的变换器具备SC单元直流侧电压自均衡的能力,实现了 13电平的电压输出,负载上的输出电压质量好、总谐波失真含量低,与传统的非对称级联多电平变换器相比,只需要单个直流源便能获得多个电平的交流输出.仿真结果验证了所提拓扑的正确性.     

非恒定电压输入情况下的改进型Buck ZCT PWM直流变换器的分析与仿真

本文以改进型Buck ZCT PWM电路为研究对象,对其十种工作模式进行了分析,研究了输入电压幅值的变化对其软开关条件的影响,并进行了仿真,并对不同输入电压输出电流情况下的仿真结果的对比分析。结果表明：该电路可以在较宽的电压输入,较宽的电流输出的情况下,实现对主管和辅管的软开关。     

基于Buck变换器功率因数校正电路二次谐波的抑制

基于Buck变换器的有源功率因数校正电路能在实现降压功能的同时,直接实现功率因数校正,但该电路的输出电压中含有较大的二次谐波电压,通常有增大反馈带宽和串联补偿器两种抑制二次谐波电压的方法.论文在对电路产生的二次谐波电压进行深入研究的基础上,对两种方法进行了比较,得出串联补偿器能够有效降低二次谐波电压,输入电流能够很好地跟踪输入电压且无畸变,保持较高的因数的结论.     

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。     

一种新颖的软开关半桥变换器

本文提出了一种新颖的软开关半桥变换器,首先介绍了变换器的电路结构,电路工作在谐振状态,通过脉冲频率调制方法调控输出电压和输出功率,并通过时序和电路拓扑分析了变换器的基本原理,最后给出了原理样机的实验波形.     

深潜救生艇模拟器24 V电源新型变换器研究

为解决深潜救生艇模拟器24 V电源高电磁干扰问题,满足模拟器对24 V电源低电磁干扰特性的需求,本文针对现有模拟器24 V电源电路变换器技术缺点,提出一种新型DC-DC变换器。分析该变换器的衍生过程以及具体工作机理,推导电压输入输出公式,分别计算主要器件的电压、电流应力和功耗,最后通过仿真以及所搭建的100 W样机进行实验,表明该变换器具有输入电流零纹波、输出电流低纹波等优点,理论分析与仿真和实验结果一致,验证了理论分析的正确性以及所提出变换器的有效性。     

同步发电机励磁电流放大器研究

给出了励磁电流放大器所使用的Buck电路和电压双象限H桥功率主电路的工作原理,并针对后者分析了两路中心对称但占空比不同的PWM实现三电平工作方式(称为对称PWM法),同时提出了采用两路占空比相同但具有一定相位差的PWM控制方法以减小电流纹波(称为移相法)。给出了对称PWM法和移相法两种方式下的电流纹波计算公式,指出半周移相(180°移相)时电流纹波大为减小且几乎不受电源电压影响。利用Matlab对励磁电流放大器进行了仿真,构建了以DSP为控制核心的试验平台,并进行了发电机励磁调节试验。理论分析、数字仿真和试验结果表明,对不同工况下的纹波大小分析正确有效,试验所采用的励磁电流放大器调节性能优良。