基于模糊PI的LLC谐振变换器混合控制研究

针对传统LLC谐振变换器用于车载充电等需宽输出电压范围的问题,研究了一种基于模糊PI的变频 移相混合控制策略。该控制策略将模糊PI和变频 移相混合控制相结合,以达到较宽输出电压范围和提高动态响应性能的目的。首先分析了LLC谐振变换器在变频模式和移相模式下的工作原理,然后分析了变换器在这两种工作模式下的增益特性,最后给出了基于模糊PI的混合控制实现方法。仿真结果验证了该控制策略的有效性。     

CLLLC谐振变换器变频移相控制策略

针对CLLLC谐振变换器存在脉冲频率调制(PFM)的电压增益范围不足、移相调制(PSM) 下只能实现降 压功能、负载投切扰动对输出电压影响较大问题,提出了一种可分别调节开关频率与移相比的变频移相控制方法.该 方法可以根据输入电压范围自由切换控制模态,实现宽电压范围软开关;通过引入线性自抗扰控制(LADRC) 策略, 减小了负载投切扰动对输出电压的影响,并与传统PI算法进行了对比.最后,通过PLECS仿真验证了理论分析的正 确性和控制策略的有效性.     

大功率变频电源输出特性和实验分析

分析了各种负载(包括纯阻性负载，感性负载，容性负载，非线性负载)下，大功率变频电源的输出特性。实验结果表明该变频电源在各种不同性质的负载下输出电压及频率都很稳定。     

基于移相控制的电压型IPT系统恒压输出研究

针对电压型感应电能传输(IPT)系统在负载变化时输出电压不稳定的问题,引入了移相控制策略。通过锁相方法和增加缓冲电容实现了开关管的零点压开关(ZVS)模式,阐述了移相控制的工作原理,建立了系统的交流阻抗模型,推导出一般工作频率下移相角与输出电压的函数关系式,并给出了ZVS工作条件及系统工作特性。实验结果表明,负载在一定范围变化时,系统始终在ZVS模式下保持输出电压恒定。     

具体应用需根据负载情况确定是否选用转矩提升功能

转矩提升功能是根据V／F控制特性开发的，普通的V／F为常数的控制中变频输出电压与频率成正比。当电动机在低频运行时，电动机的励磁电抗变小，此时定子电阻的分压将不可忽略，导致励磁电流变小，当拖动重负载时，变频输出电流将变大，造成变频过载停机。根据此情况，变频器普遍具有转矩提升功能，在提速时提高变频的输出电压解决低速重负载的过电流问题。     

基于TMS320F28027的数字控制移相全桥DC/DC变换器设计

采用数字控制是未来电源的发展趋势。利用TI公司数字电源控制芯片TMS320F28027,设计了采用峰值电流控制的移相全桥零电压DC/DC变换器。采用原边加入钳位二极管和谐振电感的移相全桥主电路,简述了其抑制输出整流管电压尖峰的工作原理。在Matlab/Simulink环境下对建立的峰值电流模式控制系统模型进行了仿真,并设计了一台1.2kW的样机。仿真和实验结果表明,电源设计方案可行。     

基于双环控制的电焊机逆变器的实现研究

针对逆变电焊机电源的实际工作状况,提出一种电压外环数字PI控制、电流内环无差拍控制的综合控制方法.在恒电压控制的逆变电焊机电源中,数字PI控制能够使焊接输出电压稳定在设定值附近,且抑制电压畸变.无差拍控制是能够瞬时控制电流的有效手段,对负载具有很强的适应能力,非常适用于焊接电阻变化不定的工作环境,综合控制方法弥补各自控...     

宽范围输入三电平半桥LLC变换器混合控制

针对传统变频(PFM)控制的LLC谐振变换器在宽电压输入条件下效率低的问题,提出一种三电平半桥LLC谐振变换器的变频-移相(PFM-PS)混合控制策略。首先,分析三电平半桥LLC谐振变换器的工作模态,建立其等效模型,获得了移相控制和变频控制下的电压增益曲线。其次,分析了变频控制的工作区间与软开关特性,推导得到了移相控制下实现软开关的最小占空比。通过混合控制策略,在升压时采用变频控制和在降压时采用移相控制,相较于全变频控制和全移相控制,混合控制可在较小频率变化范围内对电压进行升降压,在全增益范围内实现软开关,获得较宽的电压增益范围,提升了变换器的效率。最后,通过仿真和输入500～800 V/4.5 kW实验样机验证了所提出混合控制策略的有效性。     

基于滑模控制的感应耦合电能传输系统输出电压控制研究

感应耦合电能传输系统通过非接触的方式将系统能量从电源侧传递至负载侧。由于该系统具有负载参数变化、系统结构复杂、工作频率高等特点,系统控制器面临着设计难的问题。提出了一种基于滑模控制理论的输出电压控制器,采用移相控制方法实现了对输出电压的控制。该控制方法有效降低了系统建模难度,同时提高了系统输出电压响应特性。通过简化系统结构,推导出滑模控制器的具体表达式,并给出了滑模控制系数的选取方法。通过建立IPT实验系统,在不同负载工作工况条件下进行实验验证。对比传统PI控制方法和所提出的滑模控制方法,实验结果表明滑模控制方法响应更快、对系统负载参数变化不敏感、鲁棒性及动态性能更好,能够较好控制IPT系统的输出电压。     

宽电压范围LLC变换器混合控制的研究

针对电动汽车充电机宽输出电压范围和转换效率之间的矛盾,探讨了一种LLC变换器的混合控制方案。在高输出电压段采用调频控制,在中输出电压段LLC工作于谐振模式,采用调节母线电压实现充电电压的控制,在低输出电压段采用同时调节频率和移相角的混合控制策略,以达到在宽电压输出范围内均获得较高转换效率的目的。分析了在低输出电压段变频移相混合控制下的连续和断续工作模式,通过时域分析法推导了电压和电流的表达式,求出了保证开关管ZVS 开通的条件。同时控制频率和移相角变量,可显著减小超谐振频率段的开关频率和关断损耗,在保证调压能力的基础上,提高变换器的效率。在7.5 kW LLC变换器试验样机上,验证了该混合控制策略的有效性。     

一种多功能多电平变压变频电源研制

为了适应分布式发电系统并网测试研究的需要,提出一种多功能变压变频电源,该变频电源的电压调节控制灵活,可通过单套逆变器生成较大的电压矢量,然后通过两种电压矢量的夹角控制,生成较低的电压,直至零电压,因此该电压源在低电压输出时电压精度高、谐波小;当两种电压矢量的输出电压频率不一致时,则为叠频输出。该变频电源控制系统采用DSP和FPGA,实验结果表明该变压变频电源性能优良,稳定性高。     

基于PIC单片机和UC3902的并联均流电源设计

输出稳定性和均流精度是衡量并联均流电源性能的两个重要指标,针对提高均流电源稳定性和均流精度问题,设计了以PIC单片机和UC3902均流芯片为控制核心的并联均流电源。利用PIC单片机实时检测输出电压,依据测量值与设定值的偏差调节PWM的占空比,使输出电压稳定;采用UC3902均流芯片实现最大电流自动均流,从均流芯片通过电流补偿跟踪主均流芯片电流。通过改变电源负载,进行了并联电源性能的实验测试。测试结果表明,该方法电源输出电压稳定性达97%左右,均流精度最大可提高到98%以上。     

双向LLC谐振型直流变压器的软启动及功率换向控制

双向LLC谐振型直流变压器(DCT)在保持了LLC谐振变换器高效率和高功率密度等优点的同时,具备双向传输能量的能力。通过对双向LLC谐振型DCT在变频控制和移相控制下增益特性曲线的分析,提出一种基于移相控制的软启动控制策略,使得DCT无论是空载还是满载启动,都能平稳快速地建立输出电压,有效避免了谐振网络中的电流和电压冲击。针对双向LLC谐振型DCT既可为负载供电又能接收能量回馈的工作特点,采用一种基于输出电容电压滞环控制的功率换向控制策略,可准确迅速地变换DCT的工作模式,从而顺利地改变功率流动方向。所提控制策略的可行性和有效性通过仿真和样机实验得到了验证。     

高反向增益的双向LLC变换器变模式控制策略

针对传统双向半桥LLC谐振变换器反向工作增益范围较窄的问题,提出了通过移相控制和变频控制相结合的变模式控制策略.反向输入电压较低时,采用移相控制提升电压增益;反向输入电压较高时,采用变频控制实现一次侧开关管零电压开通和二次侧整流二极管零电流关断,降低开关损耗.首先对升压模式进行了数学建模,推导了其增益公式,并通过MAT...     

带多频段采样观测器的单相逆变器控制

在单相逆变器控制系统中,当逆变器带非线性负载时,输出电压波形会出现畸变,存在幅值和相角误差。为解决上述问题,提出一种基于电流观测器的单相逆变器控制策略。首先应用傅里叶变换提取逆变器输出的基波电压,然后通过幅相分解,将逆变器输出电压等效变换为电压幅值与相角,最后应用PI控制器控制逆变器输出电压波形为正弦波。控制系统实现时,采用前馈控制方法,来抑制谐波,提高逆变器输出波形质量。为解决因采样频率低而带来的逆变器输出电流估算精度下降的问题,在前馈控制时,采用多频段采样法来对电流谐波进行估算,从而提高了前馈控制的精度,进一步提高了逆变器输出波形质量。仿真和实验结果表明了该控制策略的正确性和实用性。     

基于脉冲阻塞原理的六相连续型交-交变频电源

为充分体现交-交变频电源的优势,在传统的交-交变频技术和脉冲阻塞原理的基础上,论文提出了一种基于脉冲阻塞原理的六相连续型交-交变频电源。该变频电源采用全控型功率器件具有控制灵活、功率器件较少和成本较低等优点。通过脉冲阻塞和变脉宽斩波控制策略的理论分析,推导出了输出电压频率和幅值的相关表达式,实现了输出电压的变频调幅。最后,设计了以dSPACE为控制核心的六相连续型交-交变频电源的半实物仿真平台,分别在两种频率下完成相关实验。实验结果和理论分析一致,验证了基于脉冲阻塞原理的六相连续型交交变频电源的正确性及可行性。     

具有宽范围输出电压的三电平半桥LLC谐振变换器控制策略

由于三电平变换器的开关管电压应力仅为输入电压的一半,在大功率DC-DC电源、电动汽车充电等应用领域得到广泛的关注和研究。为了实现宽范围输出电压调节控制,克服三电平半桥LLC谐振变换器采用变频调制时电压调节范围小的缺点,将移相调制策略引入三电平半桥LLC谐振变换器控制,分析了其工作过程、电压调节范围及软开关条件,导出了实现软开关的工作状态分界点,由此提出一种三电平半桥LLC谐振变换器移相和变频相结合的混合式调制策略。该策略根据软开关工作状态,切换移相调制和变频调制,以实现全程软开关和宽范围输出电压控制。实验验证了理论分析结果的正确性以及所提调制策略的可行性和有效性。     

分布式发电应用下宽输入LLC谐振变换器的研究

为解决新能源分布式发电系统中发电单元输出电压范围较宽,后级变换器输入电压不稳定的问题,研究设计了一种高功率密度、高效、宽输入范围的全桥LLC谐振变换器。为适应宽输入电压的条件,采用对比分析的方法总结出变频和移相混合控制下的增益曲线,结合最佳的模式切换点,实现了宽输入条件下工作的高效率;主控芯片选用UCC3895使电路的控制更加简便,并且保证了输出电压的稳定性。最后制作了一台额定功率为2 kW,输入电压为250～500 V的实验样机,通过实验数据的测试分析验证了理论分析的正确性。     

移相控制ZVS高频环节AC/AC变换器原理研究

高频隔离式直接AC/AC变换器具有双向功率流、网侧谐波电流小、单级功率变换、电路结构简单等优点。这里将移相控制双向DC/DC变换器的概念推广到AC/AC变换领域,提出移相控制零电压开关(ZVS)AC/AC变换器电路结构及拓扑族,分析了其工作原理,该类变换器具有容易实现开关管ZVS、动态响应快等优点,同时由于该变换器无输出滤波电感,因此不存在换流时引起的有源电压尖峰。仿真结果表明移相控制ZVS AC/AC变换器能有效抵制输入电网电压的畸交及扰动,得到稳定的输出电压以满足负载要求。     

一种基于功率调节的光伏逆变器电压控制方法

针对由于光伏发电系统的接入,导致配电网系统电压越限的问题,提出一种基于逆变器的有功和无功协调控制策略的电压调节方法。当配电网电压超过上限时,优先通过调节逆变器的剩余容量来调节配电网电压;当逆变器的剩余容量不足时,则通过降低光伏电源的有功输出来调节配电网电压。在保证配电网电压满足要求的前提下,该方法使逆变器的有功功率和无功功率的计算在最佳输出值,保证了逆变器的利用率。在MATLAB/Simulink中建立仿真模型,仿真结果表明,该方法能够有效地控制系统电压,防止电压越限。