优秀研究生学位论文题录展示双向全桥DC-DC变换器研究专　业: 电工理论与新技术关键词: 双向DC-DC变换 仿真 电路设计分类号: TM463　
TM13形　态: 共 82 页　约 53,710 个字　约 2.569 M内容阅　读: 内容摘要双向DC-DC变换器Bidirectional DC-DC Converters是能够根据需要调节能量双向传输的直流到直流的变换器。主要应用于直流不停电电源系统、航天电源系统、直流电机驱动系统、混合能源电动汽车等场合。本文中从双向DC-DC变换器基本变换单元入手，分析了多种新型软开关双向DC-DC变换器基本单元的原理。根据不同的变换器拓扑构成和控制原理，提出了一种新型软开关双向DC-DC变换器的控制策略。因为全桥变换器有四个开关管分为两个桥臂，在控制方式上更加灵活多样，可以方便地实现开关管的软开通和软关断，使变换器的开关频率提高，体积缩小，所以本题目的双向DC-DC变换器采用全桥拓扑结构。在变换器的两个桥式电路中间使用一个隔离变压器，在不增加电路器件的情况下，实现电能的双向传递，有效地降低了设备的体积，提高了效率。通过双向DC-DC变换器的实例详细说明变换器的工作原理，进行了建模分析，给出了仿真结果和实验结果..……全文目录摘要第一章
绪论1.1 双向DC-DC变换器的原理和应用1.1.1 双向DC-DC变换器原理简介1.1.2 双向DC-DC变换器的应用1.2 双向DC-DC变换器的拓扑概述1.3 双向DC-DC变换器软开关技术现状1.3.1 谐振Resonant类双向DC-DC变换器1.3.2 准方波QSW零电压开关PWM双向DC-DC变换器1.3.4 无源缓冲器Passive Snubber类双向DC-DC变换器1.3.5 有源缓冲器Active Snubber类双向DC-DC变换器1.3.6 有源钳位Active Clamp类的双向DC-DC变换器1.3.7 混合型软开关双向DC-DC变换器1.4 新型软开关双向DC-DC变换器的研究内容及意义1.4.1 双向DC-DC变换器研究中的一些关键问题1.5 本章小结第二章
一种新颖的双向全桥DC-DC控制策略的介绍2.1 几种常用的控制技术2.1.1 PWM控制技术2.1.2 谐振控制技术2.1.3 移相控制技术2.2 本文提出的一种双向桥式变换器的新型控制策略的介绍2.2.1 问题的提出2.2.2 双向直流电源系统的结构2.2.3 电路的特点2.2.4 电路的工作原理2.2.5 零电压开关分析2.2.6 电感LK的选取2.3 本章小结第三章
DC-DC变换器的动态建模3.1 绪论3.2 状态平均的概念3.3 Buck-Boost变换器的交流模型3.3.1 大信号模型3.3.2 线性化3.3.3 小信号交流等效电路3.4 本章小结第四章
DC-DC变换器的MATLAB仿真4.1 MATLAB简介4.2 单向DC-DC变换器基本单元的MATLAB仿真4.2.1 Buck电路模型的MATLAB仿真4.2.2 Boost电路模型的MATLAB仿真4.2.3 反极性电路模型的MATLAB仿真4.3 双向DC-DC电路模型的MATLAB仿真4.3.1 双向DC-DC基本电路模型的MATLAB仿真4.3.2 本文提出双向DC-DC基本电路模型的控制策略的MATLAB仿真4.4 本章小结第五章
电路设计制作5.1 电路的设计方案5.2 主电路的设计5.2.1 根据现有实验条件确定电路的主要参数为:5.2.2 主变压器设计计算5.3 控制电路设计5.3.1 AT89S52单片机简介5.3.2 本课题程序设计的基本思想5.4 驱动电路5.4.1 驱动模块EXB841简介5.4.2 驱动模块IR2110简介5.5 电路测试5.6 本章小结第六章
实验结果第七章
总结和展望附录参考文献相似论文,78页,TM463
TN402,77页,TM463,60页,TM133
TS956,97页,TM131.2 TM564.9,64页,TM13 TM33,63页,TM131,76页,TM13 TM571,48页,TM13 O441.4,46页,TM131,52页,TM462,57页,TM462,74页,TM462,65页,TM464,60页,TM462,73页,TM46,58页,TM461,56页,TM464,72页,TM462 TN453,100页,TM464,61页,TM464中图分类:
> TM463 > 工业技术 > 电工技术 > 变压器、变流器及电抗器 > 变流器其他分类:
> TM13 > 工业技术 > 电工技术 > 电工基础理论 > 电路理论
& 2012 book.移相全桥ZVS DC/DC变换器的极点配置自适应预测控制
移相全桥ZVS DC/DC变换器的极点配置自适应预测控制
发布: | 作者:－－ | 来源: －－ | 查看:294次 | 用户关注：
　　近年来，移相全桥ZVSPWMDC/DC变换器由于它的显著特点已经在中大功率场合得到广泛的应用。而通过采用模拟芯片UC3895调节其两桥臂间对应开关的导通相位差，可实现其PWM模拟控制。近年来随着微处理器价格不断下降和计算能力不断增强，采用数字控制已成为大中功率开关电源的发展趋势。移相全桥ZVSPWM变换器是一个脉动的非线性系统。非线性系统的数字控制是人们多年来研究的热
　　1& 引言
　　近年来，移相全桥ZVSPWMDC/DC变换器由于它的显著特点已经在中大功率场合得到广泛的应用。而通过采用模拟芯片UC3895调节其两桥臂间对应开关的导通相位差，可实现其PWM模拟控制。近年来随着微处理器价格不断下降和计算能力不断增强，采用数字控制已成为大中功率开关电源的发展趋势。移相全桥ZVSPWM变换器是一个脉动的非线性系统。非线性系统的数字控制是人们多年来研究的热门课题之一。为了实现其高控制性能，本文采用数字信号处理器(DSP)来控制上述变换器。首先建立移相全桥ZVSPWM变换器的准线性模型，然后在此模型的基础上应用极点配置自适应控制策略设计出数字控制系统。
　　2& 移相全桥ZVSPWMDC/DC变换器的准线性模型
　　用状态空间平均法建立的DC/DC变换器线性小信号模型，描述系统在额定工作点附近的工作特性。然而，由于这种方法规定变换器的参数只能在额定工作点附近变化，因此，对于工作在各种参数变化较大（如输入电压变化较大）的移相全桥变换器来说，这种建模方法显然不是很有效。为了克服这一缺点，文献[2]提出了准线性建模方法。准线性模型由稳定点模型和该稳定点下的小信号扰动模型两部分组成。稳定点模型描述系统在特定输入电压和负载情况下的稳定特性，其稳定工作点是变化的；扰动模型描述变换器在稳定点的暂态特性，它不是围绕着固定工作点作扰动得出的小信号模型，而是围绕着变化的工作点作扰动，且其变量比前者减少的小信号差分状态方程来描述。
　　2.1& 准线性小信号扰动模型
　　移相全桥ZVSPWMDC/DC变换器主拓扑如图1所示。如果以移相全桥变换器的输出电感电流IL，输出电容电压Vc，输入电压Vin和占空比D为变量，对这4个变量加小信号扰动，就能得出精确的线性小信号模型。这个模型可以精确地描述移相全桥变换器工作在固定工作点附近的特性。而建立其准线性小信号扰动模型时，不是对所有4个变量都施加扰动，若选择输入电压不作线性化扰动，则作线性化扰动的变量就只包括输出电感电流IL，输出电容电压Vc及占空比D，这样移相全桥变换器稳态工作点不再是固定的，而是随着输入电压的变化而变化,从而，上述变量小信号扰动的大小也应为变量瞬时值与其在相应的稳态工作点稳态值之差。图2是移相全桥变换器线性小信号电路模型[3]，（为有效占空比的总扰动量；为滤波电感电流变化引起的的变化量；为输入电压变化而引起的的变化量；是原边占空比的变化量）。
图1& 移相全桥ZVS变换器的主电路
图2& 移相全桥变换器的线性小信号电路模型
　　根据文献[3]建立线性小信号模型的方法，建立准线性小信号扰动模型，只要不考虑输入电压变化对有效占空比总扰动量的影响，就可得出其准线性小信号扰动模型，如图3所示。
　　根据图3可得出准线性小信号扰动模型的状态方程，即
　　式中：x(t)为状态变量，包括小信号滤波电感电流和小信号滤波电容电压两个状态变量，分别等于输出电感电流和输出电压与它们的设定值之差；D&为小信号占空比扰动输入；y(t)为输出变量；L为输出滤波电感量；C为输出滤波电容量；R为负载；Vin为输入电压；n为变压器副边与原边的匝数比；L1为谐振电感；fs为开关频率。
图3& 移相全桥变换器的准线性小信号扰动模型
　　离散化后可得出其差分方程为
　　2.2& 稳态工作点模型
　　通常，变换器的输出电感电流IL与输出电容电压Vc，随输入电压变化而变化，但在实际中，往往要求开关电源的输出电压维持在一个固定值。假设输出电容串联电阻很小，则输出电容电压就等于输出电压，这样，稳态工作点(Ucop，ILop，Dop)中的输出电容电压Ucop是一个常数，又由于变换器平均电感电流等于负载电流，因此，取其参考电感电流ILop等于负载电流，从而移相全桥变换器在稳定工作时的占空比，可表示为系统稳定点状态变量和系统输入电压的函数。移相全桥变换器工作过程中有占空比丢失的问题，有效占空比Deff为变压器次级占空比，Deff和丢失的占空比&DD可分别表示为
　　式中：T为开关周期。
　　于是控制用的原边占空比Dop可表示为有效占空比与丢失的占空比之和，即Dop为
　　它是随着输入电压的变化而调整的，亦即此模型具有前馈控制的特点，对输入电压的扰动具有很强的抑制作用,能有效地保证了系统在大信号扰动下的稳定。
　　3& 极点配置自适应数字控制
　　控制系统的动态响应是由系统的极点决定的。移相全桥变换器由于自身的非线性特点，使它的动态特性往往很差，并且可能造成系统的不稳定，因此，需要通过极点配置反馈作用使系统的极点配置到所希望的极点上，从而提高系统的动态特性和稳定度。控制方法是用状态变量IL和Uc同参考值比较所得的误差乘以反馈矩阵－l得到占空比的扰动值,即
D&=－lx&&&& l=〔l1－l2〕（6）
　　将式（6）代入式（2）得
x(k＋1)=(A－lB)x(k)（7）
　　从而系统得特征方程为
det[ZI－A＋lB]=0（8）
　　假设我们根据电源的动态要求，获得了所希望的极点为a1和a2，则系统希望的特征方程为
Z2－(a1＋a2)Z＋a1a2=0（9）
　　通过对比式（8）和式（9），状态反馈矩阵l很容易求出，这样就可以把极点配置到指定点上。但是，由于矩阵B是输入电压Vin的函数，相应的反馈矩阵系数l也是输入电压的函数，它会随着输入电压的变化而变化。因此，需要不断地根据输入电压的变化来调整反馈矩阵系数l，以满足要求的动态响应，这样就实现了自适应控制，从而提高了整个控制系统的控制性能。
　　4& 控制算法的方框图及算法流程图
　　图4是用DSP实现移相全桥变换器数字控制的方框图。DSP的主要作用是根据输入电压，输出电感电流预测值IL&和输出电容电压预测值Vc&计算出变换器的占空比D，使全桥变换器的输出电压稳定在所要求的输出电压值。其计算方程式为
D=Dop＋[－l1&&&& －l2]（10）
　　式（10）概括了本文所提出的基本控制思想。由于上述预测估算是每2个采样周期更新一次控制量，因此占空比也是每2个周期更新一次。
图4& 控制系统方框图
　　驱动信号算法流程图如图5所示,从这里可看出根据准线性模型算出的占空比Dop是变化的，它决定了移相全桥变换器工作点的变化轨迹，且控制算法能根据变换器的动态变化不断调整系统的反馈矩阵系数l，以达到控制系统所要求的动态响应。
图5& 算法流程图
　　5& Matlab仿真结果
　　设定移相全桥变换器的各项仿真参数如下：
　　变压器副边与原边的匝数比n=1∶3；谐振电感L1=17&H；滤波电容C=470&F；滤波电感L=360&H；开关频率fs=100kHz；Rd=4n2Lrfs；开关周期Ts=10&s；输出电压为U=50V。在这里设置希望配置的极点(Z域)为0.4＋0.5j和0.4－0.5j,但它不一定是最优化的极点。
　　为了测试这种控制策略的有效性，进行以下仿真。
　　1）在设定初始占空比D=0.28时，系统从初始
　　零状态到稳态时的输出电压仿真波形，如图6所示。
图6& 初始状态到稳态过程的输出电压仿真波形
　　从图6中可以看出控制系统经过大约200&s就能达到稳定，超调量为6V，控制系统得动态响应较快。
　　2）当输入电压由220V突变为180V时，输出电压变化的仿真波形，如图7所示。从图7中可以看出，控制系统在输入电压突变时，从一个稳定状态调整到另一个稳定状态需要大约3ms，输出电压的波动很小，最大为0.12V。
图7& 输入电压突变时输出电压变化过程的仿真波形
　　3）当负载由5&O突变为10&O时，输出电压变化的仿真波形，如图8所示。从图8中同样可以看出，控制系统在输出负载突变时，从一个稳定状态调整到另一个稳定状态需要大约3ms，且输出电压的波动很小,大约为0.2V。
图8& 负载突变时输出电压变化过程的仿真波形
　　从以上仿真波形可以看出，使用以上控制算法可使移相全桥变换器有较好的动态响应和稳定性,并且控制算法简单，易于实现。
　　6& 结语
　　本文介绍了移相全桥变换器采用准线性建模和极点配置自适应数字控制的控制思想。准线性模型可以很好地描述系统在大扰动下的工作特性，极点配置自适应数字控制综合了自适应控制和极点配置控制两者的优点，通过仿真证明了这种控制策略不但算法简单，实现容易，并且可以保证变换器在各稳定工作点都有很好的动态特性和稳定性。另外这种控制策略可以用TI公司的DSP作为主控芯片来实现其数字控制，使得控制系统有更高的稳定性、可靠性和更强的灵活性。
本页面信息由华强电子网用户提供，如果涉嫌侵权，请与我们客服联系，我们核实后将及时处理。
应用与方案分类
&&& 目前，处理器性能的主要衡量指标是时钟&&&&脉宽调制DC/DC全桥变换器的软开关技术（第二版）
自营订单满39元（含）免运费
不足金额订单收取运费5元起
邀请好友参加吧
版 次：2页 数：字 数：印刷时间：日开 本：12k纸 张：印 次：1包 装：平装是否套装：否国际标准书号ISBN：2所属分类：&&&
下载免费当当读书APP
品味海量优质电子书，尊享优雅的阅读体验，只差手机下载一个当当读书APP
本商品暂无详情。
当当价：为商品的销售价，具体的成交价可能因会员使用优惠券、积分等发生变化，最终以订单结算页价格为准。
划线价：划线价格可能是图书封底定价、商品吊牌价、品牌专柜价或由品牌供应商提供的正品零售价（如厂商指导价、建议零售价等）或该商品曾经展示过的销售价等，由于地区、时间的差异化和市场行情波动，商品吊牌价、品牌专柜价等可能会与您购物时展示的不一致，该价格仅供您参考。
折扣：折扣指在划线价（图书定价、商品吊牌价、品牌专柜价、厂商指导价等）某一价格基础上计算出的优惠比例或优惠金额。如有疑问，您可在购买前联系客服咨询。
异常问题：如您发现活动商品销售价或促销信息有异常，请立即联系我们补正，以便您能顺利购物。京 东 价：
[定价：￥]
PLUS会员专享价
支　　持：
重　　量：
搭配赠品：
服务支持：
加载中，请稍候...
加载中，请稍候...
加载中，请稍候...
脉宽调制DC/DC全桥变换器的软开关技术（第2版）
商品介绍加载中...
扫一扫，精彩好书免费看
京东商城向您保证所售商品均为正品行货，京东自营商品开具机打发票或电子发票。
凭质保证书及京东商城发票，可享受全国联保服务（奢侈品、钟表除外；奢侈品、钟表由京东联系保修，享受法定三包售后服务），与您亲临商场选购的商品享受相同的质量保证。京东商城还为您提供具有竞争力的商品价格和，请您放心购买！
注：因厂家会在没有任何提前通知的情况下更改产品包装、产地或者一些附件，本司不能确保客户收到的货物与商城图片、产地、附件说明完全一致。只能确保为原厂正货！并且保证与当时市场上同样主流新品一致。若本商城没有及时更新，请大家谅解！
权利声明：京东上的所有商品信息、客户评价、商品咨询、网友讨论等内容，是京东重要的经营资源，未经许可，禁止非法转载使用。
注：本站商品信息均来自于合作方，其真实性、准确性和合法性由信息拥有者（合作方）负责。本站不提供任何保证，并不承担任何法律责任。
印刷版次不同，印刷时间和版次以实物为准。
价格说明：
京东价：京东价为商品的销售价，是您最终决定是否购买商品的依据。
划线价：商品展示的划横线价格为参考价，该价格可能是品牌专柜标价、商品吊牌价或由品牌供应商提供的正品零售价（如厂商指导价、建议零售价等）或该商品在京东平台上曾经展示过的销售价；由于地区、时间的差异性和市场行情波动，品牌专柜标价、商品吊牌价等可能会与您购物时展示的不一致，该价格仅供您参考。
折扣：如无特殊说明，折扣指销售商在原价、或划线价（如品牌专柜标价、商品吊牌价、厂商指导价、厂商建议零售价）等某一价格基础上计算出的优惠比例或优惠金额；如有疑问，您可在购买前联系销售商进行咨询。
异常问题：商品促销信息以商品详情页“促销”栏中的信息为准；商品的具体售价以订单结算页价格为准；如您发现活动商品售价或促销信息有异常，建议购买前先联系销售商咨询。
加载中，请稍候...
加载中，请稍候...
加载中，请稍候...
加载中，请稍候...
加载中，请稍候...
加载中，请稍候...
加载中，请稍候...
浏览了该商品的用户还浏览了
加载中，请稍候...
七日畅销榜
新书热卖榜
iframe(src='///ns.html?id=GTM-T947SH', height='0', width='0', style='display: visibility:')