基于小信号模型的正激变换器稳定性研究

基于小信号模型的正激变换器稳定性研究

一、基于小信号模型的正激式变换器稳定性研究(论文文献综述)

高陈[1](2021)在《宽电压输入级联式功率变换器设计及稳定性分析》文中研究说明随着功率半导体器件的迅速发展,较高的开关频率使得功率变换器的功率密度得以显着提升。然而,对于输入电压范围较大、效率要求较高的应用场合,传统单级变换器很难同时满足上述设计指标。本文采用交错并联Boost及对称半桥双电容LLC的级联式变换器拓扑,兼顾输入侧电压宽范围的同时实现较高的功率密度和效率,且具有良好的稳定性。针对宽电压输入要求,采用交错并联Boost作为源变换器。通过解耦得到其等效电路,并进行电路分析得到不同耦合方式下的电流纹波特性;同时,对正向耦合下不同开关模态下的电路特性进行具体分析。为实现变换器效率的有效提升,采用对称半桥双电容LLC作为负载变换器,通过分析不同的工作模态,得到开关管实现软开关的工作机理;并利用基波分析法得到LLC电路电压增益与谐振参数的关系。对交错并联Boost电路所使用的耦合电感进行设计,通过对电路等效稳态电感及等效暂态电感的表达式进行推导,结合输入电流指标要求选择正向耦合方式;并分析得到前级交错并联Boost ZVS开通的条件。为提高变换器效率,提出在较低输入电压下采用移相控制,较高输入电压下采用定相控制的混合控制策略。通过理论分析得到混合控制策略下耦合电感的参数约束条件及耦合电感的设计流程,仿真验证了所提出控制策略及设计流程的准确性。研究级联式变换器不稳定性机制。通过小信号建模得到交错并联Boost的输出阻抗以及对称半桥双电容LLC的输入阻抗。根据伯德图分析导致其开环不稳定性的因素,研究利用增加环路增益、提升母线电容容值的方法实现源变换器输出阻抗的降低,有效提升系统的稳定性。设计并搭建交错并联Boost+对称半桥双电容LLC的级联式变换器硬件实验平台,并在该平台上对输入输出实验验证,实验结果满足指标要求,证明了该变换器设计的正确性和可行性。

曹子轩[2](2020)在《多输出反激式开关电源的研究与设计》文中进行了进一步梳理开关电源是应用非常广泛的一种电源。因为半导体技术不断完善,促进了开关电源的进步。用电设备不断地精细化与模块化,所需要的供电质量要求不断提高,应用的环境也逐渐多样化。设计一款具有良好动态响应,且具有多路输出功能,应用于逆变器内部的开关电源模块显得至关重要。本文主要目的为设计一款应用于逆变器内部,为其提供5V、±12V直流电的多路输出反激式开关电源。采用双闭环反馈回路来调节输出电压,使其可以在输入电压不稳定的情况下可以保证输出电压保持不变,采用零点-极点补偿网络,提高动态响应效率,增强抗干扰能力。论文介绍了几种常用的开关电源的拓扑结构,通过比较,结合应用场合以及所需求的功能选取了反激式变换器拓扑结构,并着重对反激式变换器的拓扑结构进行参数的计算。在电源的反馈控制模式中进行了选型和分析。采用了DSP控制芯片作为主控芯片,简述了控制芯片TMS320F28069的结构,介绍了各功能模块的原理和结构。绘制了系统的原理框图,并对其进行了分析,以及对系统工作过程进行了详细的描述。对高频变压器的各项参数,如磁芯选型、线圈导线的半径以及线圈绕组匝数进行了计算与确定。通过对目前反激式开关电源PWM控制模式瞬态响应较差这个问题,在环路中引入一个超前相位补偿来对系统进行优化,具有一定的创新性。根据改良后的系统小信号模型详细描述了补偿网络的设计,根据传递函数选用零点-极点补偿放大器,并对放大器的各项参数进行了计算。使用MATLAB绘制bode图,对比加入补偿网络前后图形的变化,分析加入补偿网络后对系统所带来的影响。使用MATLAB中Simulink对系统整体电路进行仿真,检测其输出端电压是否可达到预期。最终测得输出电压可以达到输出要求标准,且系统具有一定的抗干扰能力。使用Altium Designer软件进行原理图以及PCB板的绘制。将生产出来的样机进行的实验结果与仿真数值比较,并对测试数据进行检测其是否达到要求。最终,通过实验确定,所制作的样机在输出纹波、电压准确性等方面已满足设计要求的技术指标,可以用于逆变器内部作为其辅助电源使用。

陈明会[3](2020)在《基于DSP的单相推挽式高频逆变电源的研究》文中进行了进一步梳理随着工业设备的快速发展,传统模拟控制技术已逐渐被高精度、智能化的数字控制技术所取代,电源系统尤其特种电源系统的性能也得到逐渐提高。本文研究的是基于数字控制技术的逆变电源系统,将40-55V的低压直流电转换为115V/400Hz的交流电,以作为特种电源中航空电源系统的辅助电源,对不同机载设备的电能供应具有重要意义。本文以两级式的高频链逆变电路结构为研究对象,在分析比较了各个拓扑结构优缺点的基础上,确定了前级DC-DC环节采用推挽变换结构,后级DC-AC环节采用全桥逆变结构。通过对各环节电路结构的工作原理和工作过程的详细分析,分别对推挽变换电路和全桥逆变电路建立了数学模型并详细设计了控制方案。前级升压环节采用电压闭环方案以提高系统抗干扰能力;在后级逆变环节首先通过对SPWM波的调制技术和生成方法的理论分析及比较,搭建了PSIM仿真模型,最终选择了单极性调制方式和不对称规则采样法,然后控制方案采用基于前馈和负反馈并用的电压电流双闭环瞬时控制,并加入电压均方根值控制回路以提高系统的输出精度和快速响应能力。然后对逆变电源主电路各个元件进行了设计和选型,并对驱动电路、采样电路以及辅助电源等硬件电路以及控制系统的主程序和各个模块程序的设计过程进行了详细设计。利用PSIM仿真环境搭建了电路模型,分别验证了前级采用的电压闭环控制和后级采用的电压电流双闭环瞬时控制方案的合理性和可行性。最后以TMS320F28335为控制核心搭建了实验平台,从而验证了该系统电路具有较强的抗干扰性、较快的响应速度和较高的输出精度,在航空电源领域具有较广阔应用前景。

赵一佳[4](2020)在《ISOP结构下DC-DC变换器的控制研究》文中研究表明近年来,随着直流输电技术的快速发展与直流电应用场合的愈加广泛,直流变换器作为关键装置吸引到大量研究学者的关注。直流电压等级的不断提高对直流变换器的容量大小和耐压程度是一个挑战。对于单个直流变换器而言,过高的电压等级会导致开关管应力过大、损耗增加、性能降低的问题,为此多采用多模块串并联结构解决此类问题。本文选择适用于大功率应用场合的输入串联输出并联(Input-series Output-parallel,ISOP)DC-DC变换器为研究对象,对其控制策略进行研究,解决其输入均压输出均流问题,并针对变换器的抗扰动性能差、回流功率大等问题,提出新的控制策略以改善变换器系统性能。首先,为提高子模块传输效率,本文选择双有源全桥(dual-active-bridge,DAB)直流变换器作为ISOP DC-DC变换器的单元模块,对其工作原理与移相控制方法进行分析并建立小信号模型。将DAB直流变换器拓展为ISOP结构DC-DC变换器后建立控制模型,并对其输入均压输出均流关系进行分析研究,在基于直接功率控制的基础上提出一种功率预测控制策略。通过搭建仿真模型与RT-lab半实验平台,将功率预测控制与传统电压控制进行实验对比,验证了在电源电压与负载波动情况下,本文所提功率预测控制可有效的提高变换器抗扰动能力,改善系统动态响应性能。其次,针对ISOP DC-DC变换器在移相控制中产生的回流功率现象导致损耗增大的问题,本文分析了回流功率产生原理,并研究了传统的扩展移相控制与双移相控制原理。本文依据功率守恒原则,基于双重移相控制思想,扩展为以变换器传输功率误差最小为目标,改进了双移相控制方法,此方法可显着降低变换器原边侧与负载侧的回流功率,提高变换器的传输功率。通过搭建仿真模型与传统电压闭环控制进行对比,验证了该控制策略的可行性与有效性。最后,针对模块化产品中子模块参数匹配问题,分析了ISOP DC-DC变换器中参数不同的影响,并针对支撑电容、电感参数的不匹配问题,采用本文提出的双移相控制策略,并建立MATLAB模型进行仿真分析,结果表明此控制方法可保证变换器在一定范围内的参数不匹配时,仍能够维持电压稳定输出。

张宇[5](2020)在《储能系统中多重化双向DC-DC变换技术的研究》文中研究说明当前,环境污染和能源短缺问题是全球面临的主要问题。为了满足低碳经济的发展要求,双向DC-DC变换器作为一种可以进行能量双向流动的端口,被广泛的应用到储能系统、电动汽车、航天等领域。本论文针对基于超级电容储能系统的双向变换技术进行了如下的研究。大功率场合,磁性器件的使用受到很大的限制,隔离型双向DC-DC变换器难以应用。对此,本文采用非隔离的多重化双向Buck/Boost变换器为主拓扑结构。首先,本文介绍了采用多重化拓扑结构可以减小电感电流纹波、减小开关管电压应力的优势。分析并研究两重化非隔离的双向Buck/Boost变换器的工作原理。为了使系统可以工作在高功率、大电流环境,使电路上下桥臂开关管互补导通,实现电路的软开关功能、减小电路的损耗。其次,以两重化非隔离的双向Buck/Boost变换器为例,对其主参数进行计算、选择。在电子元器件工作时,高的温度环境对于元器件工作的可靠性、稳定性、工作寿命会产生严重的影响。针对传统热分析计算周期长、结果不准确的问题,故本文采用ANYSYS有限元分析软件来观察IGBT,电感的发热情况。最后,本文针对多重化电路提出了一种基于峰值电流控制的新型控制方式,传统的控制方式会出现各相电感电流不均的情况。针对这种缺点本文通过在每相电流环之间通过添加均流控制环,保证每相电流实现均流控制。在MATLAB/Simulink环境下搭建了相应的仿真模型。分别在Buck模式和Boost模式下两重化非隔离的双向Buck/Boost变换器的小信号模型,并且根据小信号模型建立相应的控制器,构成完整的闭环控制系统。通过仿真验证双向直流变换器的工作,可以实现超级电容的恒流充放电,超级电容储能系统能够回收负载多余能量,并且也可以对负载进行及时的能量供应,通过仿真验证该均流控制的控制效果。

董传龙[6](2020)在《基于磁集成技术的宽范围高功率密度直流变换器研究》文中指出随着现代生活中的用电设备不断丰富,人们对电源性能也提出了更高的要求。一些特殊应用场合要求电力电子变换器能够在宽输入电压条件下保持良好的稳定性和性能。本文针对50-400V(高低输入电压比8:1)宽输入电压范围,总结国内外学者提出的改进方案和拓扑结构,提出一种基于磁集成技术的双路移相Boost与半桥LLC级联式软开关变换器,并采用变模态控制,以实现宽输入条件下的高效高功率密度应用。本文对所提出的级联变换器的工作原理进行详细阐述,首先分析前级双路移相Boost变换器在移相控制下的工作机理,为保证软开关特性的前提下,实现电感电流纹波最小,以此确定最佳工作模式,在该模式下进行更深入的分析,包括模态分析、电流纹波分析、损耗分析等,并给出实现软开关特性的充要条件,在仿真实验中验证理论分析的正确性;对于后级半桥LLC谐振变换器,本文进行简要分析介绍,包括模态分析、增益特性分析等,并分析宽输入条件下谐振参数对LLC谐振变换器特性的影响,说明该变换器在过宽的输入条件下性能难以保持良好,需要设置前级进行预稳压。基于原理分析,并根据性能指标要求,对电路主要参数进行设计,包括耦合电感的电感量和耦合系数、后级谐振腔参数,确定各开关器件选型,并基于磁集成技术,在Max Well仿真软件中对前级三磁柱耦合电感进行优化设计,同时对后级LLC谐振电感及变压器集成磁件方式分析设计。根据以上硬件电路参数,计算变换器理论效率。进一步,为实现系统良好的稳态和动态特性,建立双路移相Boost小信号模型,并基于半桥LLC谐振变换器小信号模型,分别对前级和后级变换器设计控制环路。在PLECS仿真软件中建立系统闭环仿真模型,验证控制器对系统动态特性的有效性,并使用基于滞环区间的软切换策略实现变换器模态平稳快速切换。最后,设计基于DSP的数字控制系统,并重点分析控制延时对系统稳定性的影响,在PLECS中对设计的数字控制器进行离散域的仿真分析,验证该控制器的有效性。

何元[7](2020)在《级联型双有源全桥变换器的效率优化及功率均衡控制研究》文中进行了进一步梳理考虑到直流微电网中多种分布式电源发电存在间歇性和波动性,对微网系统的稳定运行和供电质量等安全问题提出了挑战。为此,专家学者提出了在微电网系统中引入储能设备来解决这一难题。目前国内外围绕储能技术的研究主要在于如何获得高性能的双向直流变换器和储能介质。因此,本课题就以高性能双向直流变换器为研究背景,并考虑到储能技术自身对变换器功率密度、传输效率、能量双向流动等要求。本文选取了双有源全桥(Dual-Active full-Bridge,DAB)变换器为研究对象,且为了满足DAB变换器对直流输配电功率容量和电压等级提升的需求,需将单个DAB变换器进行输入输出串并联组合连接。因此,本课题主要是针对DAB变换器运行效率的提升及串并联组合系统中各模块变换器的功率均衡分配等问题进行了研究。首先,本文介绍了移相控制下DAB变换器的基本工作原理,分析了传统移相(single-phase shift,SPS)控制下DAB变换器的6种工作模态和功率传输特性。且为了解决SPS控制下DAB变换器回流功率较大、效率低等问题,提出了一种基于双重移相(dual-phase shift,DPS)控制下的回流功率优化控制策略。该方法主要通过建立DPS控制下两种运行模式下回流功率、电压变比和移相角间的数学模型,利用导数最优解思想求出不同工况下移相角的最优组合,采用分段优化控制来确保DAB变换器全模态下回流功率等指标损耗最小。同时,通过仿真软件Matlab完成搭建DAB变换器模型,理论论证和仿真结果都表明了分段控制下回流功率优化策略的可行性,达到了预期效果。其次,为了满足DAB变换器输入高压、输出大电流等应用场合的需求,本文以输入串联型多模块变换器系统为例,对串并联组合系统中各模块变换器功率均衡分配控制等难题进行了研究。本文基于DPS控制提出了一种输入电压为控制变量的自适应匹配均衡控制策略。该方法通过建立输入串联型系统的功率模型,采用扰动移相角的方法在线等值系统扰动的估算,并实现系统各模块变换器输出侧功率逐级自动均衡的目标。理论分析和仿真结果表明,系统各模块在参数不匹配或输入电压幅值不相等时都可以实现系统各模块传输功率的自动平衡,达到了预期效果。最后,针对多模块变换器系统的功率均衡控制等问题,建立了文中所提控制策略下的数学模型并完成了相关理论论证,并利用仿真软件Matlab完成搭建ISOP系统的模型,通过理论和仿真结果验证了ISOP系统电压自适应匹配均衡控制策略的可行性和科学性。

余洪名[8](2020)在《高效高精度宽负载范围的PSR反激式变换器的研究与设计》文中进行了进一步梳理消费类电子市场的快速发展对开关电源技术提出了越来越高的要求。对于将高压市电转换为低压供电电源轨的这类开关电源来说,可靠性,效率以及成本是非常重要的性能指标,而原边反馈的反激式变换器由于其原理简单,成本低,同时由于省去了光耦元件而具有很高的可靠性等优点,被广泛地应用在各类AC-DC开关电源产品中。本文以原边反馈的反激式变换器为研究对象,首先是从变压器模型入手,介绍了反激式变换器这种开关电源拓扑的基本工作原理,并分析了其在功率级上的损耗。接着介绍了原边反馈的反激式变换器在恒压输出条件下的控制策略,尤其是对峰值电流模PWM和峰值电流模PFM这两种控制策略进行了详细介绍,并对其进行了小信号建模分析,最终讨论了保证环路稳定的基本条件以及频率补偿的方式。在此基础上,本文介绍了控制芯片的架构,介绍了恒流和恒压环路的原理以及两者如何进行切换。而对控制芯片性能的优化,本文主要着重于两个方面:其一是对于效率问题,本文采用了峰值电流模PWM/PFM混合控制策略,拓宽了系统在恒压模式下的负载范围,从而很大程度减小了假负载的损耗,同时引入wait模式降低轻载下芯片的功耗以及谷值检测机制以降低开关损耗。其二对于精度问题,本文通过优化恒流控制方式来消除谷值检测时间对恒流模式下输出电流精度的影响,随后介绍了用辅助绕组母线检测的策略消除逻辑及驱动延时对主边峰值电流精度的影响,最后介绍了膝点检测的原理以及其对恒压输出精度的提升作用。在控制芯片子模块的设计方面,本文介绍了芯片的低功耗上电模块,高电源抑制比带隙基准模块,LDO模块,输出驱动模块以及峰值电流限和开关频率控制模块。本文对以上模块进行了全面的定性和定量分析,并最终基于0.18μm BCD的工艺利用Cadence软件对其进行了仿真验证。最后本文针对该控制芯片对外围元件的参数进行了设计,并对系统整体进行了仿真验证和版图绘制。从仿真结果验证了系统具有2%的输出精度和80%以上的效率。

张颖[9](2021)在《回旋管灯丝电源系统设计与实现》文中提出高功率毫米波回旋管广泛应用于通信、陶瓷烧结、热核聚变、微波武器、毫米波雷达等国民经济和国防军工的领域,灯丝电源为回旋管阴极提供稳定的发射电子,是回旋管电源系统的重要组成部分之一。灯丝电源的输出性能不仅影响回旋管及灯丝的使用寿命,还影响回旋管是否能输出平稳的微波功率,因此要求灯丝电源具有抗干扰能力强、纹波小、宽范围输出、简单可调等特点。本文基于对回旋管灯丝电源使用中出现的输出电流稳定度不够、抗干扰性能弱、以及传输效率低等问题,设计并制作了一个性能优良的回旋管灯丝电源样机。首先通过对灯丝电源设计的基本理论进行研究,根据灯丝电源设计要求,确定了主电路拓扑结构,在传统单级全桥变换器的基础上,提出了一种新的灯丝电源拓扑,即两级式同步BUCK电压馈电全桥电路,以提高灯丝电源的变换效率,增加输出调节范围,使其对于不同的输入电压和负载具有更强的适用性;并对比了低压采样和高压采样的区别,然后提出了一种双闭环低压采样反馈控制方式,极大地提高了灯丝电源的稳定性和动态响应特性;之后通过对两级式同步BUCK电压馈电全桥电路以及变压器的研究,确定了各部分电路元件参数,以及详细阐述了变压器的参数设计过程,并通过PSpice仿真软件对灯丝电源主电路进行开环仿真,验证参数设计的合理性;建立了灯丝电源主电路的小信号模型,分析灯丝电源拓扑的幅频特性,设计双闭环反馈控制电路,引入补偿网络,并通过PSpice仿真软件对灯丝电源主电路进行闭环仿真,模拟电路参数发生突变时灯丝电源的动态响应特性,验证双闭环反馈控制回路的效果;最后通过灯丝电源样机测试,测量样机中重要节点的波形,同时采集不同输出电流下的电路节点数据来分析样机的工作效率,为进一步优化电路设计提供依据,充分验证设计过程的正确性。通过对灯丝电源的设计,结果显示,当灯丝电源主电路选用两级式同步BUCK电压馈电全桥拓扑和双闭环低压采样反馈控制方式时,灯丝电源的效率、稳定性都能满足设计要求。

刘海媛[10](2019)在《直流微电网稳定与协调控制关键技术研究》文中研究指明随着光伏发电、电池储能、变频供电等直流应用的大量涌现,以及电力电子技术的逐渐发展成熟,直流微电网技术已成为研究热点之一。作为组成直流微电网的基础单元—变换器,在显着提升直流微电网运行性能和效率的同时,也给变换器内部、变换器与直流微电网之间,以及直流微电网系统等多个层面,带来了诸多稳定与控制问题。同时,考虑经济、可靠运行,直流微电网需要各类变换器协调运行,进一步增加了各层面分析和控制难度。基于此,论文围绕直流微电网稳定与协调运行问题,研究直流变换器精确建模与高频交互、直流微电网系统稳定规律、自适应下垂控制、二次平移控制,以及交/直流电网接口变换器电流控制等若干关键技术。首先,针对适用高频段的直流变换器精确建模问题,采用扰动信号双采样等效,提出了基于统一载波的脉宽调制比较器矩阵小信号模型,扩展了矩阵小信号建模方法,由此推导出常用三角载波和锯齿载波脉宽调制比较器矩阵小信号模型。并在此基础上,建立了三角载波降压式变换器闭环控制矩阵小信号模型和输出阻抗矩阵小信号模型。为进一步扩展建模方法适用范围,提出了适用多电平变换器的载波移相脉宽调制比较器矩阵小信号模型及其闭环控制矩阵小信号模型。为展示模型实用性,针对直流微电网中变换器开关纹波互扰产生差频振荡问题,采用输出阻抗矩阵小信号模型分析并获得差频振荡产生条件及避免措施。这些扩展为不同拓扑直流变换器的精确建模,以及直流微电网高频交互的分析和控制提供了较实用方法。其次,为获得直流微电网系统稳定规律,采用等效电源建模方法,建立直流微电网的等效模型,通过分析系统特征值分布、系统静态特性以及失稳分岔等,获得了直流微电网系统稳定和分岔的关键因素,提出了相应的临界条件,确定了与下垂系数、线路阻抗、母线电容等系统参数的精确量化关系,设计了系统稳定判断流程。这为直流微电网系统参数设计和系统稳定性预判提供了有效依据。再次,针对直流母线电压质量与功率分配特性之间的矛盾,并减少线路损耗,引入功率影响因子和线路阻抗影响因子,提出了一种考虑直流母线电压质量和线路损耗的双因子自适应下垂控制策略。通过理论分析与算例验证,对比传统下垂控制、单因子自适应下垂控制策略,表明该策略可通过变换器下垂曲线斜率自适应改变,有效减少直流母线电压波动,并具备向最优功率分配点逼近能力,降低了直流微电网输电损耗。然后,传统下垂控制策略二次平移导致下垂控制范围缩小、直流微电网可控区间变窄。为解决该问题,提出了一种基于多目标进化优化的分段式下垂控制策略。该策略以减少线路阻抗影响、容量匹配为目标,以直流微电网系统稳定条件为约束,采用带精英策略的非支配排序遗传算法,搜索最佳分段点,并保持下垂曲线起点和终点位置不变,拟合分段式下垂曲线。获得的最佳下垂曲线可以保证在变换器额定工作点改变后,仍具有不变的下垂控制范围,从而使直流微电网可控区间保持不变。最后,交/直流电网接口变换器运行功率大,通常采用较低开关频率,致使两个电流分量控制耦合严重。针对这一问题,采用复矢量建模方法,分别建立了电感型和电感-电容-电感型接口变换器的控制模型,证明了开关频率与电流耦合之间的关联关系。进而,提出了多重解耦电流控制方法,实现了两种类型接口变换器电流解耦控制,并结合陷波阻尼实现了无电容支路传感器的谐振抑制。通过系统稳定性、动态性能和参数敏感性分析,证明了这些方法在实现电流控制解耦同时,增强了控制系统稳定性和鲁棒性,改善了动态性能。本文共有图104幅,表9张,参考文献175篇。

二、基于小信号模型的正激式变换器稳定性研究(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、基于小信号模型的正激式变换器稳定性研究(论文提纲范文)

(1)宽电压输入级联式功率变换器设计及稳定性分析(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究的目的和意义
    1.2 宽输入范围功率变换器研究现状
        1.2.1 单级式功率变换器
        1.2.2 级联式功率变换器研究现状
    1.3 级联式功率变换器稳定性分析研究现状
    1.4 国内外研究现状的简析
    1.5 本文主要研究内容
第2章 级联式功率变换器的基本拓扑分析
    2.1 引言
    2.2 交错并联BOOST及对称半桥双电容LLC拓扑方案简介
    2.3 交错并联BOOST拓扑特性分析
        2.3.1 耦合电感的等效解耦方法
        2.3.2 交错并联Boost电路电流纹波特性分析
        2.3.3 交错并联Boost电路的模态分析
    2.4 对称半桥双电容LLC拓扑分析
        2.4.1 模态分析及软开关特性
        2.4.2 基于基波分析法的电路增益分析
    2.5 本章小结
第3章 交错并联BOOST混合控制策略及耦合电感设计方法
    3.1 引言
    3.2 交错并联BOOST的混合控制策略
        3.2.1 耦合方式的选择
        3.2.2 交错并联Boost变换器ZVS实现条件分析
        3.2.3 交错并联Boost的混合控制策略实施方式
    3.3 耦合电感优化设计方法
        3.3.1 耦合电感设计约束条件
        3.3.2 耦合电感优化参数设计及校验
        3.3.3 基于磁路分析的三磁柱磁芯绕组优化
    3.4 本章小结
第4章 级联变换器的稳定性分析
    4.1 引言
    4.2 级联变换器不稳定性机制分析
    4.3 交错并联BOOST输出阻抗
        4.3.1 交错并联Boost电路建模
        4.3.2 输出阻抗计算与分析
    4.4 对称半桥双电容LLC输入阻抗
        4.4.1 扩展函数法建模
        4.4.2 对称半桥双电容LLC输入阻抗计算与分析
    4.5 稳定性提升方法
        4.5.1 增大前级变换器环路增益
        4.5.2 提升母线电容容量
    4.6 本章小节
第5章 系统硬件设计及实验验证
    5.1 引言
    5.2 电路主要参数设计
        5.2.1 整体方案概述
        5.2.2 交错并联Boost硬件设计
        5.2.3 对称半桥双电容LLC硬件设计
    5.3 实验与分析
        5.3.1 前级Boost电路实验分析
        5.3.2 后级LLC电路实验分析
    5.4 本章小节
结论
参考文献
攻读学位期间的学术成果
致谢

(2)多输出反激式开关电源的研究与设计(论文提纲范文)

摘要
abstract
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外开关电源的研究现状
        1.2.1 国内外开关电源的研究状况
        1.2.2 开关电源控制技术的发展
    1.3 研究的目的及意义
    1.4 论文主要研究内容及结构安排
2 开关变换器的基本工作原理
    2.1 开关电源基本工作原理
    2.2 开关电源常用拓扑结构
    2.3 反激式变换器在电流断续下的工作原理
        2.3.1 反激式变换器电流断续下输出电压计算
        2.3.2 DCM模式向CCM模式过渡
    2.4 反激式变换器电流连续模式与断续模式比较
    2.5 本章小结
3 反激式开关电源主电路设计
    3.1 高频变压器参数设计
        3.1.1 高频变压器磁芯材料选择
        3.1.2 高频变压器磁芯型号选择
        3.1.3 高频变压器各项参数设计与计算
    3.2 开关变换器功率开关管的选取
    3.3 整流滤波电路与PFC电路设计
        3.3.1 整流滤波电路设计
        3.3.2 PFC电路设计
    3.4 开关电源系统仿真
        3.4.1 主电路模型设计
        3.4.2 PWM输出模型设计
        3.4.3 仿真结果波形
    3.5 本章小结
4 反激式开关电源的控制与反馈环路研究与设计
    4.1 PWM控制方法
        4.1.1 PWM工作原理
        4.1.2 PWM控制方式分析
    4.2 主电路传递函数
    4.3 反馈环路的设计
        4.3.1 电流反馈环路设计
        4.3.2 电压反馈环路设计
    4.4 反激式开关电源补偿网络研究与设计
        4.4.1 常见的补偿网络
        4.4.2 补偿网络的设计
        4.4.3 补偿网络的参数计算
        4.4.4 仿真验证
    4.5 控制器设计
        4.5.1 电流内环设计
        4.5.2 电压外环设计
    4.6 本章小结
5 反激式开关电源控制电路的设计
    5.1 反激式开关电源控制系统硬件设计
        5.1.1 主控芯片选型
        5.1.2 DSP芯片电源以及辅助电源
        5.1.3 时钟电路
        5.1.4 复位电路
        5.1.5 JTAG接口电路
        5.1.6 驱动电路设计
    5.2 控制电路软件设计
        5.2.1 CCS介绍
        5.2.2 主程序设计
        5.2.3 中断程序设计
    5.3 本章小结
6 反激式开关电源的制作与实验结果分析
    6.1 反激式开关电源样机制作
        6.1.1 开关电源PCB设计注意事项
        6.1.2 PCB的整体布局
    6.2 开关电源实验测试
        6.2.1 PWM波形调试
        6.2.2 输出电压波形调试
    6.3 本章小结
7 总结与展望
    7.1 总结
    7.2 展望
参考文献
附录
攻读硕士学位期间发表的论文及成果
致谢

(3)基于DSP的单相推挽式高频逆变电源的研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究的背景及意义
    1.2 逆变器的基本分类及研究现状
        1.2.1 逆变器的基本分类
        1.2.2 逆变器的研究现状
    1.3 本文研究的主要内容
第二章 逆变电源系统整体方案确定
    2.1 主电路设计原理及整体系统框图
    2.2 逆变电源主电路的拓扑方案
        2.2.1 前级DC-DC变换电路
        2.2.2 后级DC-AC变换电路
    2.3 主电路的控制方案设计
        2.3.1 推挽变换器的控制
        2.3.2 逆变环节的控制
    2.4 本章小结
第三章 逆变电源各元件参数及硬件主电路的设计
    3.1 DC-DC变换电路元件及参数设计
        3.1.1 功率开关管的选取
        3.1.2 高频变压器的设计
        3.1.3 整流滤波电路的设计
    3.2 DC-AC变换电路元件及参数设计
        3.2.1 功率开关管的选取
        3.2.2 LC滤波电路的设计
        3.2.3 吸收电路的设计
    3.3 控制系统硬件主电路的设计
        3.3.1 驱动电路的设计
        3.3.2 采样电路设计
        3.3.3 辅助电源设计
    3.4 本章小结
第四章 控制系统软件的实现
    4.1 DSP芯片简介
    4.2 控制系统的软件设计
        4.2.1 DSP的主程序设计
        4.2.2 SPWM信号生成程序设计
        4.2.3 AD采样程序设计
        4.2.4 PI算法实现程序
    4.3 本章小结
第五章 仿真及实验结果分析
    5.1 逆变电源仿真分析
        5.1.1 推挽变换电路闭环控制系统的仿真
        5.1.2 全桥逆变电路的仿真
        5.1.3 整体逆变电源的仿真
    5.2 逆变电源实验及结果分析
        5.2.1 实验原理样机
        5.2.2 实验波形分析
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢

(4)ISOP结构下DC-DC变换器的控制研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 研究背景和意义
        1.1.1 高压直流变换器
        1.1.2 多模块串并联组合系统
    1.2 ISOP控制策略研究现状
        1.2.1 集中式控制
        1.2.2 分散式控制
    1.3 论文主要研究内容
2 主电路拓扑结构
    2.1 引言
    2.2 单元拓扑的选取
        2.2.1 双有源全桥(DAB)结构DC-DC变换器
        2.2.2 DAB变换器工作原理及小信号模型
    2.3 单模块双有源全桥控制策略
    2.4 ISOP拓扑结构
    2.5 ISOP输入均压与输出均流关系分析
        2.5.1 输入均压和输出均流控制的稳定性研究
    2.6 ISOP回流功率问题分析
    2.7 本章小结
3 ISOP DC-DC变换器功率预测控制
    3.1 引言
    3.2 ISOP系统功率控制原理
        3.2.1 直接功率控制
    3.3 ISOP DC-DC变换器小信号模型
    3.4 输出电压纹波分析
    3.5 功率预测控制策略
        3.5.1 功率预测控制模型建立
        3.5.2 移相量优化
    3.6 仿真与实验验证
        3.6.1 仿真分析
        3.6.2 实验验证
    3.7 本章小结
4 ISOP DC-DC回流功率优化控制
    4.1 引言
    4.2 回流功率特性分析
        4.2.1 扩展移相控制下回流功率特性
        4.2.2 双移相控制下回流功率特性
    4.3 基于功率误差最小的双移相控制
    4.4 优化回流功率控制系统设计
    4.5 仿真对比
    4.6 本章小结
5 参数不匹配的影响及解决方法
    5.1 引言
    5.2 影响IVS、OCS的因素
    5.3 输入侧支撑滤波电容的影响
    5.4 变压器电感的影响
    5.5 仿真分析
        5.5.1 输入侧支撑电容不匹配情况
        5.5.2 变压器电感不匹配情况
    5.6 本章小节
6 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 展望
参考文献
作者简介
学位论文数据集

(5)储能系统中多重化双向DC-DC变换技术的研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究的目的和意义
    1.2 双向DC-DC变换器国内外研究现状
        1.2.1 双向DC-DC变换器概述
        1.2.2 双向DC-DC变换器拓扑研究现状
        1.2.3 双向DC-DC变换器控制策略研究现状
        1.2.4 多重化电路研究概述
    1.3 储能技术发展现状
    1.4 本文的主要研究内容
第2章 多重化非隔离型双向DC-DC变换器分析
    2.1 引言
    2.2 多重化拓扑结构的优势
    2.3 多重化双向BUCK/BOOST变换器的工作模式分析
        2.3.1 Buck模式工作分析
        2.3.2 Boost工作模式分析
    2.4 多重化双向BUCK/BOOST变换器工作性能分析
    2.5 本章小结
第3章 变换器参数设计及优化
    3.1 引言
    3.2 主电路参数选取及设计
        3.2.1 IGBT选型
        3.2.2 储能电感的参数设计及选型
        3.2.3 超级电容的选取和设计
    3.3 主电路元器件损耗计算
        3.3.1 IGBT损耗计算
        3.3.2 电感元件损耗分析
    3.4 主电路热分析研究
        3.4.1 热分析基本原理
        3.4.2 IGBT热分析
        3.4.3 电感热分析
    3.5 本章小结
第4章 多重化双向DC-DC变换器控制策略研究
    4.1 引言
    4.2 超级电容充电方式分析
    4.3 多重化双向BUCK/BOOST变换器控制策略
    4.4 多重化双向BUCK/BOOST变换器的数学模型
    4.5 多重化双向BUCK/BOOST变换器控制器设计
        4.5.1 Buck模式控制器设计
        4.5.2 Boost模式控制器设计
    4.6 本章小结
第5章 仿真结果分析
    5.1 引言
    5.2 单重化双向BUCK/BOOST变换器仿真分析
        5.2.1 Buck模式下仿真分析
        5.2.2 Boost模式下仿真分析
    5.3 两重化双向BUCK/BOOST变换器仿真
    5.4 均流控制器仿真
    5.5 本章小结
结论
参考文献
致谢

(6)基于磁集成技术的宽范围高功率密度直流变换器研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究的背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 宽输入范围DC/DC变换器概述
        1.2.1.1 宽输入单级式DC/DC变换器概述
        1.2.1.2 宽输入级联式DC/DC变换器概述
        1.2.2 磁集成技术研究现状
        1.2.2.1 磁集成技术简介
        1.2.2.2 磁集成技术在DC/DC软开关电路中的应用
    1.3 本文的主要研究内容
第2章 双路移相Boost与半桥LLC级联式变换器工作原理
    2.1 引言
    2.2 双路移相Boost与半桥LLC级联式变换器的提出
    2.3 双路移相Boost软开关变换器原理分析
        2.3.1 确定变换器最佳工作模式
        2.3.2 模态分析
        2.3.3 电流纹波分析
        2.3.4 软开关实现条件分析
        2.3.5 开环仿真验证
        2.3.6 损耗分析
    2.4 半桥LLC谐振变换器电路原理分析
        2.4.1 拓扑结构及原理分析
        2.4.2 宽输入条件下谐振参数对LLC谐振变换器的影响
        2.4.3 损耗分析
    2.5 本章小结
第3章 双路移相Boost与半桥LLC级联式变换器参数设计
    3.1 引言
    3.2 系统整体方案
    3.3 双路移相Boost变换器电路参数设计
        3.3.1 耦合电感参数设计
        3.3.2 输出电容设计
        3.3.3 开关管选型
    3.4 基于Maxwell的三磁柱耦合电感优化设计
        3.4.1 传统三磁柱耦合方式
        3.4.2 改进的三磁柱耦合方式
        3.4.3 集成磁件设计
    3.5 半桥LLC谐振变换器电路参数设计
        3.5.1 谐振参数设计
        3.5.2 LLC集成磁性元件设计
        3.5.3 开关管选型
    3.6 效率分析
    3.7 本章小结
第4章 双路移相Boost与半桥LLC级联式变换器系统建模
    4.1 引言
    4.2 双路移相Boost软开关变换器控制环路设计
        4.2.1 建立变换器小信号模型
        4.2.2 控制器设计
    4.3 半桥LLC谐振变换器控制环路设计
    4.4 系统闭环仿真
        4.4.1 单变换器动态响应
        4.4.2 级联变换器系统动态响应
        4.4.3 基于滞环区间的软切换策略验证
    4.5 本章小结
第5章 数字控制系统实现及仿真分析
    5.1 引言
    5.2 基于DSP的数字控制系统设计
    5.3 数字控制的实现
        5.3.1 DSP程序流程图设计
        5.3.2 数字控制器设计
    5.4 基于PLECS的离散域仿真分析
    5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间的学术成果
致谢

(7)级联型双有源全桥变换器的效率优化及功率均衡控制研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究意义
    1.2 双向DC-DC变换器的研究现状
    1.3 多模块串并联组合系统的研究现状
    1.4 本文主要内容及结构安排
第2章 DAB变换器的传统移相控制策略
    2.1 SPS控制下DAB变换器的工作原理分析
    2.2 DAB变换器功率特性分析
        2.2.1 变换器建模分析
        2.2.2 功率特性分析
    2.3 仿真分析
    2.4 本章小结
第3章 DAB变换器的效率优化控制研究
    3.1 DPS控制下DAB变换器工作模态分析
        3.1.1 DPS控制的基本原理
        3.1.2 功率特性分析
    3.2 DAB变换器回流功率优化控制
    3.3 仿真分析
    3.4 本章小结
第4章 输入串联型DAB系统的功率均衡控制
    4.1 ISOP系统的稳定性分析
    4.2 ISOP系统的功率均衡控制方法
        4.2.1 传统均衡控制
        4.2.2 电压自适应匹配均衡控制
    4.3 ISOP系统的均衡控制方案
        4.3.1 两模块变换器的均衡控制
        4.3.2 多模块变换器系统的均衡控制
    4.4 本章小结
第5章 输入串联型DAB系统的建模与仿真分析
    5.1 ISOP系统小信号模型
    5.2 储能元件参数对系统功率均衡的影响
        5.2.1 励磁电感对功率均衡的影响
        5.2.2 输入电容对功率均衡的影响
    5.3 仿真分析
        5.3.1 稳态分析
        5.3.2 动态分析
    5.4 本章小结
第6章 结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间的主要研究成果
致谢

(8)高效高精度宽负载范围的PSR反激式变换器的研究与设计(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 反激式变换器的研究背景及发展趋势
    1.2 本论文的主要内容和结构安排
第二章 原边控制反激式变换器整体架构设计
    2.1 反激式变换器功率级的基本原理和损耗分析
    2.2 原边反馈架构的基本原理和控制方式
        2.2.1 原边反馈的基本原理
        2.2.2 PWM调制Flyback变换器的分析与小信号建模
        2.2.3 PFM调制Flyback变换器的分析与小信号建模
    2.3 原边反馈Flyback控制芯片整体架构的设计
        2.3.1 原边反馈Flyback控制芯片的原理
        2.3.2 系统输出精度优化方案的研究与设计
        2.3.3 系统效率方案的研究与设计
    2.4 本章小结
第三章 原边控制反激式变换器关键模块设计
    3.1 芯片上电及带隙基准电路
        3.1.1 芯片上电及带隙基准电路的电路结构
        3.1.2 芯片上电及带隙基准电路的仿真验证
    3.2 芯片内部供电电路
        3.2.1 芯片内部供电电路的电路结构
        3.2.2 芯片内部供电电路的仿真验证
    3.3 输出驱动电路
        3.3.1 输出驱动电路的电路结构
        3.3.2 输出驱动电路的仿真验证
    3.4 峰值电流限产生电路
        3.4.1 峰值电流限产生电路的电路结构
        3.4.2 峰值电流限产生电路的仿真验证
    3.5 可调计时电路
        3.5.1 可调计时电路的电路结构
        3.5.2 可调计时电路的仿真验证
    3.6 本章小结
第四章 原边控制反激式变换器整体仿真验证
    4.1 芯片外围参数的设计
    4.2 系统的仿真验证
    4.3 本章小结
第五章 总结与展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果

(9)回旋管灯丝电源系统设计与实现(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文主要研究内容和创新点
    1.4 本文结构安排
第二章 灯丝电源的基本设计理论
    2.1 主电路拓扑结构
        2.1.1 单级式全桥变换器
        2.1.2 两级式同步BUCK电压馈电全桥变换器
    2.2 同步整流技术
    2.3 软开关技术
    2.4 灯丝电源主拓扑控制方案研究
        2.4.1 高压端采样反馈控制方式
        2.4.2 低压端采样反馈控制方式
    2.5 灯丝电源设计指标和设计方案
    2.6 本章小结
第三章 灯丝电源参数设计与PSPICE仿真分析
    3.1 主电路参数设计
        3.1.1 确定开关频率
        3.1.2 功率开关管的选取
        3.1.3 BUCK级输出滤波电路设计
        3.1.4 全桥级输出滤波电容设计
        3.1.5 变压器初级隔直电容设计
    3.2 隔离变压器设计
    3.3 BUCK级 PWM控制及驱动电路设计
        3.3.1 TL494 脉冲宽度控制芯片简介
        3.3.2 驱动控制电路设计
    3.4 全桥拓扑控制电路设计
    3.5 故障检测和保护电路设计
    3.6 PSPICE开环仿真分析
    3.7 本章小结
第四章 主电路建模及闭环控制电路设计
    4.1 数学建模
        4.1.1 非理想同步BUCK变换器的小信号建模
        4.1.2 同步BUCK电压馈电全桥拓扑的小信号模型
    4.2 闭环控制策略及补偿网络设计
        4.2.1 电流内环设计
        4.2.2 电压外环设计
    4.3 闭环仿真分析
    4.4 本章小结
第五章 灯丝电源试验测试与数据分析
    5.1 样机实物图
    5.2 测试波形分析
    5.3 效率与损耗分析
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 下一步工作计划
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果

(10)直流微电网稳定与协调控制关键技术研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
abstract
变量注释表
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 直流微电网研究现状概述
    1.3 本文主要研究内容
2 直流变换器精确建模与高频交互分析
    2.1 直流变换器矩阵小信号建模
    2.2 载波移相矩阵小信号建模
    2.3 差频振荡分析
    2.4 本章小结
3 直流微电网系统稳定与分岔分析
    3.1 直流微电网等效模型
    3.2 直流微电网系统特征值分析
    3.3 直流微电网静态特性分析
    3.4 失稳分岔分析与结论
    3.5 系统参数对稳定性的影响
    3.6 实验结果
    3.7 本章小结
4 直流微电网电压质量与线损自适应下垂控制研究
    4.1 传统下垂控制策略与自适应改进
    4.2 双因子自适应下垂控制策略
    4.3 实验结果
    4.4 本章小结
5 直流微电网二次平移控制研究
    5.1 下垂曲线二次平移控制策略
    5.2 基于多目标进化优化的分段式下垂控制策略
    5.3 实验结果
    5.4 本章小结
6 交/直流电网接口变换器复矢量建模与电流解耦控制研究
    6.1 交/直流接口变换器复矢量建模
    6.2 低开关频率下多重解耦电流控制方法
    6.3 控制系统性能分析与比较
    6.4 仿真与实验结果
    6.5 本章小结
7 总结与展望
    7.1 总结
    7.2 展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集

四、基于小信号模型的正激式变换器稳定性研究(论文参考文献)

  • [1]宽电压输入级联式功率变换器设计及稳定性分析[D]. 高陈. 哈尔滨工业大学, 2021
  • [2]多输出反激式开关电源的研究与设计[D]. 曹子轩. 西安工业大学, 2020(04)
  • [3]基于DSP的单相推挽式高频逆变电源的研究[D]. 陈明会. 青岛大学, 2020(01)
  • [4]ISOP结构下DC-DC变换器的控制研究[D]. 赵一佳. 河南理工大学, 2020(01)
  • [5]储能系统中多重化双向DC-DC变换技术的研究[D]. 张宇. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
  • [6]基于磁集成技术的宽范围高功率密度直流变换器研究[D]. 董传龙. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
  • [7]级联型双有源全桥变换器的效率优化及功率均衡控制研究[D]. 何元. 湖南工业大学, 2020(02)
  • [8]高效高精度宽负载范围的PSR反激式变换器的研究与设计[D]. 余洪名. 电子科技大学, 2020(07)
  • [9]回旋管灯丝电源系统设计与实现[D]. 张颖. 电子科技大学, 2021(01)
  • [10]直流微电网稳定与协调控制关键技术研究[D]. 刘海媛. 中国矿业大学, 2019(04)

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基于小信号模型的正激变换器稳定性研究
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