双降压式开关功率放大器

分析了由双降压式逆变器构成的半桥与全桥功率放大器工作模态,提出了双降压式功率放大器的单周期控制思想。推导了功率放大器的单周期控制方程,建立了单周期控制模型,并进行了仿真实验分析。     

单周期控制的双向半桥AC-DC变换器

提出了一种改进型单周期控制的双向半桥AC-DC变换器。与普通单周期控制的变换器不能工作在逆变模式相比,所提出的变换器能稳定工作在整流模式和逆变模式,实现了能量的双向流动,并具有高功率因数的特点。介绍和分析了改进型单周期控制的半桥AC-DC变换器的工作原理,分析其稳定性条件和桥臂电容电压的平衡问题。仿真和实验结果验证了理论分析的正确性。     

新型单周期控制的无桥Boost PFC变换器

研究了一种改进型单周期控制算法在无桥Boost PFC(Power Factor Correction)变换器中的应用。工作于连续导电模式下的单周控制PFC变换器具备控制电路简单、抗干扰能力强等优点,但二极管存在的反向恢复电流对过零点的输入电流影响较大,导致输入电流发生过零畸变,限制了功率因数的提高。为改善电流过零畸变,提高功率因数,采用一种工作于混合模式下的改进型单周控制技术,在连续导电模式时,实时检测输入电流,当输入电流过零时,将变换器切换至断续导电模式,削弱了二极管的反向恢复问题,并将此改进型单周控制技术应用于无桥PFC,仿真结果表明:基于新型单周期控制的APFC电路,动态响应更快,且无二极管反向恢复问题。     

适用于磁悬浮轴承的新型五相六桥臂开关功放控制策略

具有五自由度全悬浮的磁轴承系统需要5个全桥结构开关功放。为提高开关功率放大器的集成度和母线电压利用率,提出五相六桥臂开关功放拓扑结构。该拓扑结构采用一种新型的混合电流控制方法,对公共桥臂和负载桥臂分别进行控制。其中公共桥臂采用改进型最大电流误差控制,该方法通过增加误差极性判断模块,最大程度提高了五相电流控制的独立性,实现其解耦控制;负载桥臂采用改进型采样保持控制,满足了在不同负载情况下的控制要求。仿真和实验结果均表明,基于新型混合电流控制方法的五相六桥臂开关功率放大器具有电流纹波小,动态响应快,受负载参数影响小,集成度高,硬件接口简单等优点。     

基于单周期控制的半桥结构电能质量调节器

本文分析了半桥结构的电能质量调节器PQC的工作原理,在此基础上提出了采用单周期控制的半桥结构的PQC,并对这种控制方式的电路结构进行了理论分析。分析结果表明,采用单周期控制的电能质量调节器能很好地抑制电压扰动,补偿谐波和无功电流,提高控制精度,简化电路。仿真结果证明了在半桥结构PQC中,采用单周期控制方式的正确性和有效性。     

改进型不对称半桥变换器电流控制技术的研究

采用电流控制技术可以提高变换器的动态性能,本文研究了改进型不对称半桥变换器的电流控制技术;详细分析了峰值电流控制改进型不对称半桥变换器的稳定性问题,指出必须加入斜坡补偿才能使得系统稳定。文中给出了斜坡补偿电路的详细设计方法,最后通过仿真和实验证明了理论分析的正确性。     

一种新型的磁悬浮轴承五相六桥臂开关功率放大器控制策略

针对磁悬浮轴承系统电流型五相六桥臂开关功率放大器控制算法复杂以及各路输出电流存在耦合的问题,提出一种新型的五相六桥臂开关功率放大器的解耦控制策略。该方法固定公共桥臂占空比为0.5,以单周期控制的方式,同时控制每路负载线圈电流的周期变量平均值等于给定电流周期变量平均值,实现电流的独立输出与解耦控制。推导了该控制方法的数学模型,并制作了试验样机,仿真和实验结果均表明,基于该控制方法下的五相六桥臂开关功率放大器实现了各相的独立控制,并具有控制简单、运算量小、响应速度快、控制精度高和通用性强的优点。     

具有死区补偿的磁轴承开关功放数字单周期控制

在磁轴承全桥功率开关功率放大器系统中,单周期控制算法具有实现简单、响应速度快等优点,基于全桥功率放大主电路拓扑时,传统的单周期控制算法没有考虑全桥功放固有的死区效应对系统动态性能的影响。该文分析了单周期控制算法的原理,在此基础上考虑磁轴承线圈电阻压降以及死区效应的影响,提出了一种具有死区补偿的单周期控制策略。对补偿前、后的数字单周期控制算法进行仿真对比分析,仿真结果表明补偿后的单周期控制算法反馈电流能够准确的跟踪给定电流,且谐波含量减小,验证了控制策略的优越性。     

改进型全桥逆变电路的研究

提出一种改进型全桥逆变电路结构,在全桥电路两桥臂之间跨接一个储能电感,采用单周期的控制策略,配合极性控制,实现输出交流电压幅值可调,能够适应宽的电压范围,且结构简单。详细分析了改进型逆变电路的工作原理,并推导了系统单周期控制下的小信号模型,通过对系统进行闭环设计,实现了输出电压的精确调节。仿真和实验结果证明了此方案的有效性。     

倍压Boost-APFC变换器的改进型单周期控制

阐述了单相倍压Boost有源功率因数校正(Boost-APFC)变换器拓扑的工作原理以及传统单周期控制算法的特点。基于电感电流混合导通模式的工作条件,并针对电感电流连续模式下的单周期算法在电流断续模式下的失效,提出了改进型单周期控制算法。该算法针对电感电流断续模式下存在的电感电流采样误差,引入电流修正系数对采样电流进行修正。同时,对单周期算法中的稳态部分进行改进,使其能够适用于电感电流混合导通的情况。改进型单周期控制算法能够使倍压Boost-APFC电路从轻载到满载的全功率范围获得较高的功率因数。基于PSIM仿真软件平台对控制算法进行了仿真,试制了4.8 k W的实验平台和控制板。仿真和样机实验结果均表明理论分析的正确性。