PFC Boost变换器中的斜坡补偿设计原理

在Power-Factor-Correction(PFC)Boost变换器中,由于输入电压以工频50Hz大范围波动,使得电路很容易产生时间域上的快标不稳定现象,通常采取的方法是引入斜坡补偿来削弱不稳定现象,然而斜坡信号的设计缺乏理论依据,过度补偿时有发生,带来的后果是输入功率因数的大幅度下降。针对这种情况,可以从非线性系统的分叉控制理论出发,构造变换器的离散迭代方程,从而得到电路的稳定性判断依据,以此获得斜坡信号的恰当设计。研究表明,变换器中的3个主要电路参数(开关周期,输出参考电压和电感)决定了斜坡信号的设计。分析计算的结果与大量仿真实验的结论是一致的,恰当的斜坡补偿在削弱(控制)快标分叉的同时,也维持了较高的输入功率因数。     

Buck变换器的鲁棒终端滑模控制

针对Buck变换器中负载的不确定性,研究了Buck电路的鲁捧控制问题。针对Buck电路中的误差系统利用终端滑供控制的方法,可使Buck电路的输出电压快速达到期望值。最后用仿真结果验证了本文所提方法的可行性。     

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.     

基于电流模式的Buck变换器的模糊控制

针对Buck变换器采用比常用的小信号建模方法更为精确的大信号建模方法对系统进行分析,进而提出一种基于电流模式的模糊控制方法。该方法将模糊控制方法与电流控制方法相结合来构造双闭环控制系统,并对所采用的模糊控制器进行非线性小信号分析。在系统中将电感电流引入电流环,同时将模糊器与积分器的并联作为电压环。该方法与传统控制方法进行仿真比较,仿真结果表明,所提出的方法十分有效,能极大的提高系统的动、静态性能．     

基于电流模式的Buck变换器的模糊控制

针对Buck变换器采用比常用的小信号建模方法更为精确的大信号建模方法对系统进行分析,进而提出一种基于电流模式的模糊控制方法.该方法将模糊控制方法与电流控制方法相结合来构造双闭环控制系统,并对所采用的模糊控制器进行非线性小信号分析.在系统中将电感电流引入电流环,同时将模糊器与积分器的并联作为电压环.该方法与传统控制方法进行仿真比较,仿真结果表明,所提出的方法十分有效,能极大的提高系统的动、静态性能.     

基于数字PID切换控制的Buck变换器研究

为了改善DC-DC变换器的稳态性能,提出一种数字PID切换控制的技术。与传统的数字PID控制技术不同,切换PID控制是通过设定一个误差值,通过对电压误差值与设定值比较,进行PID控制的切换。以数字PID切换控制Buck变换器为例,通过Simulink进行仿真,分析了其稳态性能。结果表明,在负载或输入电压变化的情况下,数字PID切换控制能够在保持良好的瞬态响应的同时,获得良好的稳态性能。     

Buck变换器单周期控制分析

单周期控制是一种基于开关变量积分的新型非线性控制策略,能有效地抑制电源电压的扰动,但对负载扰动抑制能力有限.本文对DCM时单周期控制出现的失控提出了改进办法,提高了负载变化范围.     

基于RBF网络自适应的Buck变换器终端滑模控制

对于Buck变换器系统,考虑到实际应用中负载变动引起系统参数的不确定性,且不确定性上界无法测量的情况,本文拟采用RBF神经网络对不确定性上界进行自适应学习。针对Buck变换器输出电压的控制问题,为了避免普通滑模控制跟踪误差渐进收敛的问题,改善其动态响应速度和稳态性能,本文拟设计一种基于RBF神经网络的上界自适应的终端滑模控制器,并通过Simulink仿真验证这种方法的可行性。     

基于SG的Buck变换器自适应反步法控制

针对Buck变换器的非线性特性,考虑在电感电流连续导通模式下的数学模型,采用自适应反步法设计其闭环控制器,同时基于System Generator提出了数字控制器的实现方法,并分析了其负载扰动和电源扰动特性,将仿真结果与PI控制方式相比较,结果表明自适应反步控制的优越性和System Generator设计开发的有效性,为FPGA实现Buck变换器的数字控制器提供了新的设计流程,也为进一步研究其他DC-DC变换器的非线性控制提供了新思路.     

Buck直流变换器的滑模变结构控制研究

研究了Buck滑模变结构控制系统的滑模面函数和控制函数,分析了系统具有最大广义滑模区域及理想稳态输出特性的等效控制条件。使用PSIM仿真软件对Buck滑模变结构控制系统进行仿真研究,并与常规线性控制进行比较。仿真结果表明,滑模变结构控制在快速性和抗干扰性均优于常规线性控制。     

电压模式Buck变换器混沌建模与控制研究

DC-DC变换器混沌现象与控制是复杂的非线性问题,而大部分该问题的仿真模型也是抽象的数学模块仿真模型.为了方便直观地研究,利用Matlab中simulink电路仿真模块建立了电压模式Buck变换器电路仿真模型.推导获得了变换器非线性系统的精确离散模型,并在经典OGY方法的机理上,给出了应用上述方法控制变换器混沌状态的控制序列.结合所建电路仿真模型仿真分析Buck变换器由周期分岔直至混沌与OGY控制混沌回到稳定的一周期轨道的过程.仿真结果表明,所建仿真模型准确而直观地验证了离散模型的正确性及OGY方法的有效性.     

降压式DC-DC变换器混沌控制的仿真研究

对PWM型降压式DC—DC变换器的混沌控制机理进行研究，建立了DC—DC变换器的混沌控制法的MATLAB仿真模型，仿真模型是在采样数据法仿真模型的基础上增加了离散时间反馈控制环节，利用离散时间反馈控制法中的参考信号补偿控制，达到控制混沌的目的，通过控制前后的仿真结果比较可以看出，在增加了混沌控制环节之后，获得了满意的控制效果，实现了对不稳定周期-1轨道的稳定，降低了输出电压的纹波幅值，提高了输入电压的工作范围，控制了变换器中的混沌。     

一种新型降压型ZVT-PWM变换器的研究

研究软开关技术能够有效改善功率,降低开关损耗,提高变换器的效率.为了减少电路的整体能耗,提出采用降压型ZVT-PWM变换器.把谐振元件从主功率通道中移开,利用并联的辅助开关回路,使主开关管在开通之前两端电压降为0,实现零电压开通.谐振元件不通过负载电流,使负载对谐振过程的影响减到最小,大大降低了开关损耗.同时,辅助开关管实现零电流关断,二极管的反向恢复也受到控制,减少了电路中谐振回路通态损耗.对电路一个周期内的每个工作模态进行了详细的分析,并进行仿真,证明了电路的可行性和分析的正确性.     

Buck变换器频率引起的混沌及其控制

大多数关于变换器分岔和混沌的研究都是以直流电源电压作为变量进行分析和控制的。为了研究变换器开关频率对系统动力学行为和混沌控制效果的影响,以PWM模拟电压控制Buck变换器为研究对象,首先通过计算机仿真电路得到分岔图,分析了开关频率对系统的影响;然后利用硬件实验电路对单周期稳定、倍周期分岔和混沌3种不同状态进行相图分析,对分岔图进行验证;最后,采用参数扰动法实施混沌控制,研究了正弦谐波扰动信号幅值对控制效果的影响。通过选取特定的幅值比,经过计算机仿真电路得到新的分岔图,与混沌控制前的分岔图形成了鲜明的对比;通过选取特定的开关频率,经过混沌控制前后的电容电压和电感电流时域图,验证了混沌控制有利于提高变换器的稳态和暂态性能。有利于加深对变换器非线性动力学行为及其控制的认识和研究。     

软开关Buck变换器混沌现象的研究

鉴于软开关DC／DC变换器的应用越来越广泛，由于谐振元件的存在使得变换器的混沌现象变得复杂。该文以BuckZVSPWM变换器为具体研究对象，建立了其精确离散数学模型，并基于此模型分析了BuckZVSPWM变换器的混沌现象。利用稳定性判据求出给定系统的临界稳定值，通过电路仿真证明了混沌图与变换器运行状态基本一致。该文建立的精确离散数学模型是在数学通用公式的基础上建立起来的。因此可以应用于其它软开关DC／DC变换器混沌现象的研究。     

Buck型变换器自适应有限时间降压控制算法研究

针对负载未知情况下Buck型DC-DC变换器系统, 基于有限时间控制技术和自适应控制技术, 提出了一种新的快速降压控制算法.首先, 基于时间尺度变换, 对系统的平均状态空间方程进行变换; 然后, 利用饱和有限时间控制理论设计出一类新的快速降压控制算法, 以实现输出电压在有限时间内收敛到参考电压.由于控制器设计过程中考虑了饱和约束条件, 使得变换器的占空比函数满足0到1之间的约束条件.对于负载未知情况, 设计了有限时间观测器以估计未知负载, 最终得到自适应式的有限时间控制算法.与PI控制结果进行了仿真对比, 验证了所提出的控制算法既具有快速的调节性能, 又具有较强的抗负载变化性能.     

单片电流模式降压型DC-DC转换器的设计

设计了一款内置功率MOSFET的电流模式降压型DC—DC转换器。该DC／DC转换器采用PWM控制，在传统的PWM结构上加入电流反馈环路，改善了传统电压模式DC／DC的缺点，能够取代国际上流行的三端可调线性稳压器。该转换器具有瞬态响应快，启动过冲小，输出纹波小，输出电压可调等特点。正常工作情况，输入电压5～25V，输出电流2A，工作频率400KHz。采用0．8μm BiCMOS工艺模型进行了Spectre模拟，并且制作了该芯片。经过验证，各项指标符合设计要求。