雙向DC-DC變換器基于切換系統(tǒng)的建模與儲(chǔ)能控制

開關(guān)電源dc/dc變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)全集 給出六種基本dc/dc變換器拓?fù)?依次為buck,boost,buck-boost,cuk,zeta,sepic變換器 半橋變換器也是雙端變換器,以上是兩種拓?fù)洹?半橋開關(guān)管電壓應(yīng)力為輸入電壓.而且由于另外一個(gè)橋臂上的電容,具有抗偏 磁能力,但是對(duì)于上面一種拓?fù)?通常還會(huì)加隔直電容來(lái)提高抗偏磁能力.但是如 果采用峰值電流控制,要注意一個(gè)問(wèn)題,就是有可能會(huì)導(dǎo)致電容安秒不平衡的問(wèn) 題.要需要其他方法來(lái)解決。半橋變換器可以通過(guò)不對(duì)稱控制來(lái)實(shí)現(xiàn)zvs,也就 是兩個(gè)管子交替導(dǎo)通,一個(gè)占空比為d,另外一個(gè)就為1-d.就是所謂的不對(duì)稱半 橋,通常采用下面一種拓?fù)?對(duì)于不對(duì)稱半橋可以采用峰值電流控制。 正激變換器 繞組復(fù)位正激變換器 lcd復(fù)位正激變換器 rcd復(fù)位正激變換器 有源鉗位正激變換器 雙管正激 吸收雙正激 有源

開關(guān)變換器的模型分析是開關(guān)變換器研究的基礎(chǔ).對(duì)此,文中引入混雜系統(tǒng)理論,建立了基于切換系統(tǒng)的開關(guān)變換器統(tǒng)一模型,該模型不僅適用于dc-ac變換器,而且適用于多種dc-dc變換器.基于該模型的參數(shù)矩陣,提出系統(tǒng)lyapunov函數(shù)的構(gòu)造方法,通過(guò)構(gòu)造lyapunov函數(shù)得出系統(tǒng)切換律,分析該切換律條件下系統(tǒng)在切換平衡點(diǎn)的穩(wěn)定性,并總結(jié)出建立該統(tǒng)一模型的一般方法和具體步驟.最后,對(duì)dc-ac變換器、三電平buck型dc-dc變換器進(jìn)行仿真研究,驗(yàn)證了所建模型的合理性和建模方法的有效性.

為了獲得開關(guān)dc-dc變換器的最優(yōu)數(shù)字谷值電流(dvc)控制技術(shù),研究了電感電流連續(xù)模式下dvc控制開關(guān)dc-dc變換器的工作原理,對(duì)比分析了采用前緣、后緣、三角前緣和三角后緣4種調(diào)制方式的dvc的占空比算法,并分析了各種算法的穩(wěn)定性.在此基礎(chǔ)上,對(duì)dvc控制開關(guān)dc-dc變換器的時(shí)域特性進(jìn)行了仿真和試驗(yàn)研究,結(jié)果表明,采用后緣調(diào)制的dvc控制開關(guān)dc-dc變換器具有最優(yōu)的負(fù)載瞬態(tài)特性,超調(diào)電壓為62mv,響應(yīng)時(shí)間為1.118ms.

傳統(tǒng)的電壓控制模式的并聯(lián)均流技術(shù)易導(dǎo)致系統(tǒng)誤報(bào)警。為了解決這個(gè)問(wèn)題,采用電流控制代替電壓控制模式。文章介紹了電流模式控制的工作原理;進(jìn)行了系統(tǒng)小信號(hào)建模分析;同時(shí)設(shè)計(jì)了系統(tǒng)控制器;最后通過(guò)仿真驗(yàn)證了系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)的合理性。

隨著環(huán)保問(wèn)題的日益突出,電動(dòng)汽車成為近年來(lái)迅速發(fā)展起來(lái)的一種趨勢(shì)。電動(dòng)汽車使用動(dòng)力電池代替?zhèn)鹘y(tǒng)的燃油作為能源,電池的續(xù)航里程成為了限制電動(dòng)汽車發(fā)展的主要瓶頸。因此,在現(xiàn)有電池的技術(shù)條件下提高車載電源的效率成為了一個(gè)可以有效的提高電池續(xù)航里程的辦法。本文研究了一種電動(dòng)大巴dc-dc變換器,對(duì)其中核心llc諧振部分進(jìn)行了詳細(xì)研究,整個(gè)變換器具有效率高,輸出紋波低,性能可靠等特點(diǎn)。

設(shè)計(jì)了一種升壓型恒流led驅(qū)動(dòng)芯片,驅(qū)動(dòng)電流可由外接電阻從15~300ma任意調(diào)整,輸入電壓為2.8~5.5v,輸出電壓最高可達(dá)38v。設(shè)計(jì)固定開關(guān)頻率為1mhz,應(yīng)用時(shí)只需很小的外接電感即可。相對(duì)于其他驅(qū)動(dòng)器電路,該驅(qū)動(dòng)器增加了過(guò)壓保護(hù)電路,無(wú)需外接穩(wěn)壓二極管,降低了應(yīng)用成本。采用上華0.5μmbcd工藝完成芯片的設(shè)計(jì),傳輸效率高達(dá)94%。

峰值電流和谷值電流控制開關(guān)dc-dc變換器在較寬的電路參數(shù)范圍內(nèi)具有對(duì)稱動(dòng)力學(xué)現(xiàn)象.文中建立了峰值電流和谷值電流控制buck,boost,及buck-boost變換器的統(tǒng)一離散迭代映射模型,并導(dǎo)出了統(tǒng)一的分段光滑迭代映射方程及特征值方程,通過(guò)數(shù)值仿真得到了占空比變化時(shí)的正、逆分岔圖和lyapunov指數(shù)譜.研究結(jié)果表明,峰值/谷值電流型控制開關(guān)變換器的分岔圖和lyapunov指數(shù)具有關(guān)于點(diǎn)或軸對(duì)稱的現(xiàn)象.時(shí)域仿真結(jié)果驗(yàn)證了數(shù)值仿真結(jié)果,并進(jìn)一步表明,隨著占空比的變化,峰值/谷值電流型控制開關(guān)變換器具有對(duì)稱動(dòng)力學(xué)現(xiàn)象、對(duì)稱動(dòng)力學(xué)現(xiàn)象和非對(duì)稱動(dòng)力學(xué)現(xiàn)象共存、非對(duì)稱動(dòng)力學(xué)現(xiàn)象.

非線性dc-dc開關(guān)電源的建模是設(shè)計(jì)其閉環(huán)控制系統(tǒng)的關(guān)鍵,對(duì)于保持系統(tǒng)輸出電壓的穩(wěn)定和良好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性具有非常重要的影響。選取了狀態(tài)空間平均法作為建模方法,獲取了系統(tǒng)的狀態(tài)空間表達(dá)式及傳遞函數(shù),在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了電流內(nèi)環(huán)、電壓外環(huán)的雙閉環(huán)反饋系統(tǒng),并通過(guò)在matlab軟件中搭建系統(tǒng)的仿真電路進(jìn)行仿真,通過(guò)仿真曲線驗(yàn)證了模型設(shè)計(jì)的正確性及雙閉環(huán)的作用。該方法可用于指導(dǎo)其它dc-dc型開關(guān)電源的建模及閉環(huán)控制設(shè)計(jì)。

提出了隔離型dc/dc變換器的zct實(shí)現(xiàn)方案。在變壓器副邊構(gòu)造了和主功率回路并聯(lián)的輔助諧振網(wǎng)絡(luò),在主開關(guān)管關(guān)斷以前開通主開關(guān)管,通過(guò)諧振電容的高電壓封鎖副邊整流橋的輸出,使變壓器原邊電流降到零,在全負(fù)載范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)了主管和輔管的零電流開關(guān)。該文以推挽正激變換器為例,進(jìn)行了詳細(xì)的理論分析和關(guān)鍵參數(shù)的設(shè)計(jì),通過(guò)原理樣機(jī)的研制證明了這種方案的優(yōu)點(diǎn)。最后給出了應(yīng)用此種思想實(shí)現(xiàn)zct的一族變換器拓?fù)洹?/p>

分析了電容輸入式濾波通信用dc/dc變換器上電時(shí)對(duì)48v直流母線的浪涌電流沖擊、電壓跌落及危害,介紹了常規(guī)解決辦法及存在的問(wèn)題,提出一種實(shí)用解決方案。

介紹了一種大功率dc-dc變換器的主電路,控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該變換器設(shè)計(jì)合理,可靠性高,實(shí)用性強(qiáng)。

采用偽相移式全橋零電壓零電流(pps-fb-zvzcs)變換器完成三相功率因數(shù)校正(pfc)和輸出電壓調(diào)節(jié)雙重功能,并能有效抑制直流母線電壓。本文對(duì)其進(jìn)行了理論分析、關(guān)鍵參數(shù)計(jì)算、計(jì)算機(jī)仿真和實(shí)驗(yàn)室樣機(jī)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)表明,其最大輸出功率為10kw,功率因數(shù)達(dá)到0.99,輕載時(shí)直流母線電壓小于800v。

本文介紹了dc-dc變換電路原理及分類;討論了三種典型dc-dc變換電路即buck電路、boost電路和buck-boost電路的原理、結(jié)構(gòu)、電壓變換關(guān)系,并在matlab軟件建立仿真模型驗(yàn)證了理論分析的正確性;比較了這三種典型dc-dc變換電路的優(yōu)缺點(diǎn)。

如今led因?yàn)槠涓吖β逝c高亮度的優(yōu)勢(shì),其應(yīng)用越來(lái)越廣泛.led在使用的過(guò)程之中需要有很定的電流,隨著市場(chǎng)的發(fā)展,傳統(tǒng)的控制方法已經(jīng)很難滿足低成本的要求,而遲滯控制方法卻能夠滿足要求.為此,在文中介紹了dc/dc控制方法,并就如何實(shí)現(xiàn)遲滯控制進(jìn)行了探討.

介紹了一種應(yīng)用在單相ups系統(tǒng)中的新型單開關(guān)ac-dc/dc-dc變換電路,該電路由1個(gè)功率開關(guān)器件和6個(gè)二極管組成,能夠?qū)崿F(xiàn)ac/dc整流和dc/dc升壓2種功能。在詳細(xì)分析了該電路運(yùn)行模式及工作原理的基礎(chǔ)上,采用了單周期非線性控制理論對(duì)其進(jìn)行控制,利于2個(gè)低速pi調(diào)節(jié)器對(duì)直流母線上的2個(gè)電容器電壓進(jìn)行控制,1個(gè)高速pi調(diào)節(jié)器對(duì)輸入電流進(jìn)行控制。仿真結(jié)果表明,該電路簡(jiǎn)單可靠,輸入功率因數(shù)高,電流諧波失真小,可以獲得穩(wěn)定的正負(fù)直流母線電壓。

(續(xù)上期)3.3用lt3743驅(qū)動(dòng)led的典型電路3.4有關(guān)lt3743工作時(shí)的說(shuō)明3.4.1電阻rs的選擇lt3743采用平均電流模式控制,控制環(huán)路有兩個(gè)獨(dú)立的基準(zhǔn)輸入,它們由模擬控制腳ctrl-h和ctrl-l決定。當(dāng)ctrl-sel腳為低電平時(shí),控制環(huán)

詳細(xì)敘述了dc/dc降壓-升壓變換器led驅(qū)動(dòng)電路的演變及工作原理,推導(dǎo)了此類電路輸出電壓與輸入電壓的關(guān)系,并以占空比d表示;介紹了兩種典型芯片及其實(shí)際使用中的有關(guān)知識(shí)。

詳細(xì)分析了dc/dc降壓變換器驅(qū)動(dòng)led電路的工作原理,并推導(dǎo)了輸出電壓與輸入電壓的關(guān)系和電路參數(shù)選擇依據(jù)的公式;給出一種dc/dc降壓變換器芯片實(shí)例及其實(shí)用電路。

(續(xù)上期)2.2sp6648/sp7648芯片led的正向?qū)▔航祐f典型值為3.4v,電流為350ma。手電筒通常用2節(jié)堿性電池,其供電電壓隨使用而逐漸降低,范圍約為1.8～3.2v。為了延長(zhǎng)電池的使用時(shí)間,必須采用電感升壓型變換器,將其電

ti生產(chǎn)的lm3481將開關(guān)電源的輸入電壓范圍降低到了一個(gè)新臺(tái)階,最低工作電壓僅2.9v。分析和研究采用pwm方法調(diào)制的高性能穩(wěn)壓控制芯片lm3481,以其為核心設(shè)計(jì)制作了一款體積小、功耗低、頻率高、輸入范圍寬的dc/dc升降壓型變換器,電路采用sepic拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。實(shí)測(cè)表明:lm3481dc/dc變換器特別適合于物聯(lián)網(wǎng)中的小型太陽(yáng)能供電系統(tǒng)對(duì)3.3v電壓的需求,能夠很好地將不穩(wěn)定的太陽(yáng)能板輸出電壓轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定電壓供負(fù)載節(jié)點(diǎn)長(zhǎng)久使用。lm3481給出了一個(gè)比單靠電池供電更優(yōu)化的電源解決方案。

介紹了兩種用dc/dc升壓變換器驅(qū)動(dòng)led的電路,對(duì)電路的工作情況進(jìn)行了詳細(xì)分析,推導(dǎo)了輸出電壓與輸入電壓的關(guān)系,并以占空比d表示。最后給出一些芯片實(shí)例。

為了能夠利用太陽(yáng)能板輸出的小于3v的超低電壓,研究和分析了基于sepic電路的ti的一款dc-dc變換器——lm2621,并以其為核心設(shè)計(jì)并制作了一款體積小、功耗低、頻率高、輸入范圍寬的dc-dc升降壓型變換器,lm2621輸入電壓范圍低至1.2v,工作頻率高達(dá)2mhz,峰值電流可達(dá)2a,特別適合于物聯(lián)網(wǎng)終端節(jié)點(diǎn)太陽(yáng)能供電系統(tǒng)對(duì)低電壓能量的利用需求,能夠很好地將不穩(wěn)定的微弱太陽(yáng)能電壓轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定電壓供負(fù)載節(jié)點(diǎn)使用。