Buck变换器中的快标分叉控制研究

在电力电子线路中,Buck变换器是一种基本的变换器,在工作过程中,由于电路中的有些参数发生变化,使得电路很容易产生时间域上的快标不稳定现象,斜坡补偿是一种简单而有效的方法,可以很好地削弱这种不稳定现象。在实际的电路应用中,斜坡补偿主要依赖于经验设计,缺乏必要的设计准则。本文将从非线性系统的分叉控制理论出发,对峰值电流模式控制Buck变换器中的斜坡补偿进行详细地分析和研究,给出了斜坡信号补偿幅度理论要求。分析计算结果和大量的精确仿真试验结果是一致的。该方法同样适用于其他变换器的稳定性分析。     

开关DC_DC变换器双斜坡补偿技术设计

讨论了一种采用双斜坡补偿技术的峰值电流模式控制PWM升压型DC_DC变换器结构,利用双斜坡信号差模输入方法有效消除了单斜坡补偿技术中存在的电路干扰对斜坡信号斜率造成的误差。利用一个求和比较器电路同时实现了电压和电流的双环反馈以及双斜坡补偿,提高了变换器的瞬态响应速度。     

峰值电流模式中斜坡补偿的设计

讨论了峰值电流模式PWM降压型变换器中斜坡补偿的基本原理,设计了一个频率可变的斜坡补偿电路.当占空比D<50%时,斜坡补偿电路输出斜率固定的信号;当D>50%时,斜坡补偿电路输出的信号斜率与D成正比,有效的避免了过补偿现象.电路基于0.18pμm CMOS工艺设计,仿真结果表明,该斜坡补偿电路能够给出良好的斜坡补偿信号,保证变换器系统工作在稳定状态.     

电动汽车车载充电器PFC AC/DC变换器设计

为了减少电动汽车接入电网充电时对电网的谐波污染,同时提高电力利用率,必须进行功率因数(PFC)校正。PFC AC/DC作为车载充电器的核心部分之一,可为后级DC/DC系统提供稳定的直流电压。针对功率等级为2 k W的车载充电器,采用升压(Boost)PFC主拓扑结构和基于平均电流控制的AC/DC变换器设计方案,设计了具有PFC的AC/DC变换器,详细给出了其主电路和控制电路的设计流程,包括器件选型、控制策略选择、主电路及控制电路的参数配置。最后通过系统仿真及样机实验测试,验证了系统动态及静态性能。     

宽输入DC-DC Boost变换器电感参数设计

根据DC-DC Boost变换器的工作原理,给出电流连续模式时电感临界参数的计算表达式。分析负载和开关频率恒定时,临界电感量与占空比的变化关系。重点研究宽范围输入时,电流连续模式下电感量的选取方法。通过仿真进行分析,结果与理论分析一致,验证了电感参数选取的合理性。     

电压型CRM Boost PFC小信号建模分析与补偿设计

介绍了一种工作电压控制模式下的CRM-Boost功率因数校正(PFC)电路的小信号模型推导过程,该方法是在传统的态空间平均法已不再适用的情况下,采用电流注入等效电路的方法来推导其数学模型,并在小信号数学模型的基础上设计了控制环路的补偿网络。最后在专业开关电源设计仿真平台SIMetrix/SIMPLIS中实现了一个10 W的CRM-Boost-PFC实例设计,仿真验证了该小信号建模方法和补偿设计的合理性。     

峰值电流控制模式中的自适应斜坡补偿技术

为了解决PWM(脉冲宽度调制)峰值电流模式中当占空比大于50%时发生次斜坡振荡的问题,提出了一种当输入输出电压变化时补偿量跟随变化的斜坡补偿电路方案。与固定斜坡补偿电路相比,本文设计的自适应补偿电路有更好的跟随性,还可避免发生过补偿问题。电路采用gpdk090 CMOS工艺仿真,由仿真结果可知,该电路可以很好地抑制次谐波振荡,提高电路的稳定性和性能。     

一种交错并联Boost PFC变换器的控制方法

针对交错并联Boost PFC变换器工作在电流临界模式(Critical Conduction Mode,CRM)时,过零检测方法复杂和输入电流波形畸变的问题,提出了一种新颖的控制方法。该方法基于新型开关管电压检测电路,通过检测MOS管漏源电压,并经由比较器得到过零信号,实现了开关管的零电压开通或谷底开通,极大地降低了开关损耗。采用开关管导通时间补偿策略,提高电感电流平均值,改善了由电感和MOS管寄生电容谐振导致的输入电流波形畸变现象。最后,搭建了一台800 W的样机,实验结果验证了该方法的有效性和可行性。     

峰值电流控制模式中斜坡补偿的分析

本文介绍了电流控制型开关电源中峰值电流控制模式的原理及优点,指出了功率管的占空比大于50%时必须进行斜坡补偿,否则电路不能稳定工作.分析了斜坡补偿的基本原理和设计问题,给出了补偿电路.     

周期性扩频的Boost变换器中非线性现象的研究

在分析了Boost变换器精确离散迭代模型的基础上,首次研究了采用周期性扩频技术后Boost变换器中的分叉和混沌现象。通过M文件编程得到了输出电压随着电路参数变化的分叉图,验证了它含有丰富的非线性动力学行为,而且研究了采用周期性扩频技术对变换器中非线性现象的影响。同时,在变换器中电路参数不变的情况下,研究了周期扩频技术的频率在不同范围内变化时,其中的分叉与混沌现象。本研究为更好地设计Boost变换器电路提供了一定理论基础和应用价值。     

基于BOOST型DC/DC转换器的斜坡补偿电路

针对现有斜坡补偿电路复杂、补偿效果不明显的现状,设计了一种用于BOOST型DC-DC变换器的斜坡补偿电路。该电路结构简单,补偿效果好,解决了峰值电流控制模式系统产生的不稳定问题,提高了开关电源的稳定性。基于VIS标准0.4μm BCD工艺实现,利用Candence软件对核心电路进行仿真。结果表明,该系统可以满足系统稳定性的要求,能稳定输出高精度电压,具有很好的应用价值。     

基于分叉控制理论的Boost变换器中的复杂间歇现象分析

由于存在内部或外部耦合电路引起的非正常传导和辐射干扰,使得功率变换器中有可能产生复杂的间歇现象,这是一种以较长的周期按顺序交替历经规则、分谐波和混沌状态的时间分叉现象,在功率变换器中是一种非正常的工作状态,一般需要加以避免.文章针对电流模式控制Boost变换器,对这种现象的产生进行了机理性探索.研究表明当干扰信号的频率接近开关频率、或开关频率的有理数倍时,间歇现象就可能会产生,此外,干扰信号的频率及强度将决定间歇现象的间歇周期和表现形式.间歇现象作为一种时间分叉现象,可以首先将其转换为传统的参数分叉,然后利用分叉控制理论来进行理论上的分析,由此可得到间歇现象产生的临界参数条件,同时,文中提供了相应的仿真结果作为对比验证.     

基于网络控制的Boost变换器建模及时延分析

为适应电力电子系统集成化的要求,将网络控制引入电力电子领域,采用网络控制方式不仅能有利于电力电子模块化,还能提高系统性能。以电力电子领域常用的Boost升压变换器为例,基于状态空间平均法建立了其网络控制模型,分析了为保证系统控制要求的系统最大时间延迟,并给出了最大延迟计算方法,最后通过仿真验证了延时对系统稳定性的影响。     

卡尔曼滤波器在Boost变换器系统中的应用研究

以实现Boost变换器良好的动静态控制特性为目的,研究了变换器的基于卡尔曼滤波PID控制策略。给出了Boost变换器的数学模型,并建立了其离散状态方程,计算出滤波增益、滤波误差协方差、滤波均方差、观测值等数据,实现系统的卡尔曼滤波。在Matlab/Simulink环境下搭建仿真模型,结果表明,采用卡尔曼滤波的PID控制具有良好的动态响应调节和稳态误差调节特性,克服了传统PID控制谐波较多的缺点,表现出更强的鲁棒性,从而具有一般性理论和实际意义。     

Boost变换器的鲁棒反步滑模控制

针对Boost变换器中负载的不确定性或干扰不满足匹配条件的情况,设计了鲁棒反步滑模控制器,可使Boost电路的输出电压快速达到期望值,且稳态误差很小。最后用仿真结果验证了本文所提方法的可行性。     

非理想条件下CCM模式Boost变换器的分析

本文以工作于电流连续模式下的Boost型变换器为例,根据能量守恒原理并用三端开关器件模型法建立了考虑电路元件的寄生效应以及开关元件的非理想开关特性时的大信号平均模型、DC和小信号电路模型.对寄生参数的存在给系统性能带来的影响进行了理论分析和仿真实验,分析与实验结果对进一步优化Boost型变换器性能具有很高的参考价值.     

电流模式PWM升压变换器的斜率补偿电路

本文通过介绍电流模式PWM升压变换器的工作原理,分析了斜率补偿对于大信号稳定的必要性,提出了斜率补偿电路的实现方法,使得补偿斜率与输出电压和输入电压的差值成正比,并给出了斜率补偿电路的hspice仿真结果.     

峰值电流模升压转换器的动态斜坡补偿电路设计

基于HHNEC 0.35 μm BCD工艺设计了一种应用于峰值电流模升压转换器的动态斜坡补偿电路.该电路能够跟随输入输出信号变化,相应给出适当的补偿量,从而避免了常规斜坡补偿所带来的系统带载能力低及瞬态响应慢等问题.经Cadence Spectre验证,该电路能够达到设计要求.     

一种单级PFC半桥变换器的研究

文章讨论了一种带有ZVZCS的单级PFC半桥变换器。通过合适的参数选择,这种变换器可以软开关方式高效率地工作,同时保持简单的拓扑结构。详细分析了这种变换器的工作原理,并给出了相关设计参数。通过Matlab仿真实验,验证了该变换器工作原理的正确性。     

一种新颖的消除DC-DC中斜坡补偿影响的电路结构

为了保持电路的最大带负载能力,对DC-DC基本的拓扑结构进行了改进,根据斜坡补偿的大小同等地增加了控制环中电感电流的最大值,从而既保证了电路的稳定性,又消除了斜坡补偿对电路负载能力的影响。