基于双积分滑模控制的双向有源全桥DC/DC变换器

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作者 祝龙记 温晨 刘海超 《电气应用》 2025年第6期119-125,共7页

电动汽车充电桩电路中DC/DC变换器需要具有电能双向传输的功能,而汽车充电桩中采用双向有源全桥(DAB)DC/DC变换器,易出现因输入电压不稳、负载突变导致的输出电压不稳定问题。基于单移相调制方式建立了DAB变换器降阶模型,提出了一种基... 电动汽车充电桩电路中DC/DC变换器需要具有电能双向传输的功能,而汽车充电桩中采用双向有源全桥(DAB)DC/DC变换器,易出现因输入电压不稳、负载突变导致的输出电压不稳定问题。基于单移相调制方式建立了DAB变换器降阶模型,提出了一种基于双积分滑模控制的电压控制策略,采用双曲正切函数来抑制滑模控制的抖振现象。与传统PI控制器的仿真对比分析表明,基于双积分滑模控制的DAB变换器具有适应负载变化能力强、电压稳定性高等优点。 展开更多

关键词 双向有源全桥变换器 滑模控制 单移相

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基于移相控制与模式切换的双向无线电能传输系统效率优化方法

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作者 张保坤 邓钧君 +3 位作者 林倪 王震坡 甘海庆 袁晓冬 《电力系统自动化》 北大核心 2025年第16期187-196,共10页

为提升电动汽车双向无线电能传输系统在宽功率范围的运行效率,以采用双耦合双边电感-电容-电容串并联(LCC-LCC)补偿拓扑的系统为研究对象,提出了一种多变量-多模式联合的高效调控策略。首先,推导了谐振网络和功率变换器的高效条件,作为... 为提升电动汽车双向无线电能传输系统在宽功率范围的运行效率,以采用双耦合双边电感-电容-电容串并联(LCC-LCC)补偿拓扑的系统为研究对象,提出了一种多变量-多模式联合的高效调控策略。首先,推导了谐振网络和功率变换器的高效条件,作为效率优化方法的理论依据。其次,研究了适合不同激励电压方案的时域模型;在此基础上,分析了实现阻抗匹配以及功率器件临界软开关、以效率最优为导向的三移相控制方法。然后,研究了高频变换器的全桥、半桥、混合桥这3种运行模式,并通过模式切换来进一步减小外移相角的偏移程度、降低开关损耗、适应不同的参数及工况。最后,搭建了双向无线电能传输系统实验平台,在不同工况下验证了所提模型、方法和策略的有效性。实验结果表明,在5%~100%的功率范围内,系统的直流-直流转换效率保持在94.0%~96.4%。 展开更多

关键词 电动汽车 充放电 双向无线电能传输 效率优化 移相控制 模式切换

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移相模式LCC谐振变换器稳态状态轨迹求解方法

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作者 方宇辰 孙晖 +2 位作者 张茂梁 韩尚君 季瑞松 《工业控制计算机》 2025年第10期140-142,共3页

响应速度是开关电源的一项重要指标。对于谐振变换器,基于状态轨迹的控制策略,得益于其对谐振腔运行状态的精确时域建模,使得人为规划谐振腔运行轨迹成为可能并以此大幅提升电源的动态指标。为实现状态轨迹控制,需根据目标稳态条件,求... 响应速度是开关电源的一项重要指标。对于谐振变换器,基于状态轨迹的控制策略,得益于其对谐振腔运行状态的精确时域建模,使得人为规划谐振腔运行轨迹成为可能并以此大幅提升电源的动态指标。为实现状态轨迹控制,需根据目标稳态条件,求解其轨迹在状态平面的关键点坐标。对于移相模式LCC谐振变换器,由于其稳态轨迹的复杂性难以求解。提出通过间接移相控制算法以简化该求解过程,并通过实验样机和仿真验证该方法的准确性与可行性。 展开更多

关键词 LCC谐振变换器 状态轨迹法 移相模式控制

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基于超螺旋滑模控制的DAB变换器应力优化

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作者 钟健 关维德 +1 位作者 陆俊杰 王旭红 《电力电子技术》 2025年第2期107-110,共4页

针对在传统的单移相(SPS)控制下的双有源桥(DAB)DC/DC变换器,在工作时会产生较大的电感电流应力的问题,本文提出了一种基于双重移相(DPS)调制的超螺旋滑模控制(STSMC)方法,能够有效降低其电流应力。首先,分析DAB DC/DC变换器在DPS控制... 针对在传统的单移相(SPS)控制下的双有源桥(DAB)DC/DC变换器,在工作时会产生较大的电感电流应力的问题,本文提出了一种基于双重移相(DPS)调制的超螺旋滑模控制(STSMC)方法,能够有效降低其电流应力。首先,分析DAB DC/DC变换器在DPS控制方法下的两种工作模式,得出传输功率、电流应力特性及功率关系,搭建DAB的降阶模型;然后,将电流应力作为优化目标,选择拉格朗日乘数法求出最优的移相比,实现电流应力优化,并引入STSMC,降低系统的抖振;最后,在仿真和实验中,将所提控制策略与传统的PI控制方法相比较,验证了该方法的有效性和性能优势。 展开更多

关键词 变换器 双重移相 超螺旋滑模控制

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一种峰值电流与突发模式混合控制移相全桥变换器

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作者 吴斌 何圣仲 +2 位作者 代东雷 陈宇航 徐英雷 《电源学报》 北大核心 2025年第2期40-47,共8页

针对移相全桥变换器因谐振电感体积和占空比损失的限制,传统控制方法难以在宽负载范围内实现软开关的问题,采用1种基于峰值电流与突发模式的混合控制方法。通过调整突发占空比稳定输出电压到参考值,改变移相角保证原边有足够大的电流实... 针对移相全桥变换器因谐振电感体积和占空比损失的限制,传统控制方法难以在宽负载范围内实现软开关的问题,采用1种基于峰值电流与突发模式的混合控制方法。通过调整突发占空比稳定输出电压到参考值,改变移相角保证原边有足够大的电流实现滞后桥臂开关管的零电压开通。对所采用的控制方式搭建仿真平台,并研制1台240 W样机,通过数字信号处理器实现移相全桥变换器混合控制,通过仿真和实验验证控制方法的可行性。 展开更多

关键词 移相全桥变换器 轻载软开关 混合控制 突发模式 峰值电流控制

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基于Buck和移相控制的三相双有源桥变换器黑启动策略

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作者 车凯 伏祥运 《分布式能源》 2025年第1期72-80,共9页

大功率双向隔离型DC-DC变换器是直流微网的关键装备,其性能对微电网运行具有重大影响。在微网启动及故障后恢复工作时,隔离型DC-DC变换器往往会产生大冲击电流,给微网的可靠运行带来巨大挑战。基于此,以三相双有源桥变换器为研究对象,... 大功率双向隔离型DC-DC变换器是直流微网的关键装备,其性能对微电网运行具有重大影响。在微网启动及故障后恢复工作时,隔离型DC-DC变换器往往会产生大冲击电流,给微网的可靠运行带来巨大挑战。基于此,以三相双有源桥变换器为研究对象,提出一种可极大降低启动冲击电流的软启动方法,结合Buck模式与移相控制进行启动。此外,对输出电压调节器进行设计,并在其中加入负载电流前馈,在瞬态过程中采用改进型瞬时电流控制,使移相角之间能平滑切换。仿真结果表明,该方法在黑启动过程中可极大地减小冲击电流,且具有更好的动态性能。 展开更多

关键词 三相双有源桥 软启动 Buck模式 移相控制 瞬时电流控制

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双重移相控制下双有源桥变换器最小回流功率全局优化控制 被引量：7

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作者 王祺 张泽轲 +5 位作者 刘彬 韩栋梁 赵慕欣 郭杰帅 李世翔 郭一甫 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2024年第9期3921-3930,I0097,I0098,共12页

双有源桥(dual-active-bridge,DAB)DC-DC变换器通常用于能量转换。然而,传统的单移相控制使得变换器在输入电压和输出电压不匹配时产生较大的回流功率,特别是轻载情况下该现象更为严重。现有基于双重移相控制(dualphase-shift,DPS)的回... 双有源桥(dual-active-bridge,DAB)DC-DC变换器通常用于能量转换。然而,传统的单移相控制使得变换器在输入电压和输出电压不匹配时产生较大的回流功率,特别是轻载情况下该现象更为严重。现有基于双重移相控制(dualphase-shift,DPS)的回流功率优化策略,尚未考虑全功率范围内的回流功率,也缺乏对所有工作模式下最小回流功率的研究。为此,该文提出一种考虑全功率范围、全工作模式的DPS最优控制策略。首先,详细阐述回流功率产生的机理,建立了不同工作模式的传输功率和回流功率数学模型。然后,计及不同工作模式的功率限值,将DPS控制的传输功率分成不同的功率区。在此基础上,提出了一种基于最小回流功率的DPS最优控制策略,通过分析不同工作模式下的优化路径获得各个功率区的最优移相角,进而提升DAB变换器的传输效率。最后,搭建实验平台验证所提最小回流功率控制策略的可行性。 展开更多

关键词 双有源桥变换器 双重移相控制 最小回流功率 全功率范围 全工作模式

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适用于直流微网系统的新型双向三端口变换器及其控制策略 被引量：1

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作者 奚磊 崔巍 《电气自动化》 2024年第3期73-75,79,共4页

在传统分布式新能源并网接口中增加储能装置作为第三端口,可有效改善因分布式新能源强不确定性和随机性等特征引发的输出功率波动问题。为此提出并研究了一种适用于高升降压比直流微网系统的新型非隔离双向三端口变换器及其控制方法。... 在传统分布式新能源并网接口中增加储能装置作为第三端口,可有效改善因分布式新能源强不确定性和随机性等特征引发的输出功率波动问题。为此提出并研究了一种适用于高升降压比直流微网系统的新型非隔离双向三端口变换器及其控制方法。通过集成双有源半桥变换器和非隔离双向Buck/Boost变换器,实现了三个端口中任意两个端口之间功率的双向传输。详细分析了所提新型变换器的工作原理、变换器输出特性以及控制策略,通过移相+脉宽调制控制方法,实现了宽范围的电压调节和各端口间功率的平滑切换。搭建了一台1 kW的试验样机,验证了所提出的新型三端口变换器及其控制方法的可行性和有效性。研究结果对于提高分布式新能源接入稳定性具有理论指导与工程实践借鉴意义。 展开更多

关键词 非隔离双向三端口变换器 PWM+脉宽调制控制 软开关 混合控制策略 工作模态分析

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移相控制串联谐振式臭氧发生器电源分析 被引量：9

9

作者 唐雄民 刘铮 +1 位作者 彭永进 易娜 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第24期17-23,共7页

对工作在一种移相控制下的串联负载谐振式全桥逆变器供电的介质阻挡放电(DBD)型臭氧发生器的供电电源进行详细的分析,通过结合逆变桥中开关器件的通断状况和DBD电路的放电、未放电状态,得出了DBD电路的供电电源在移相控制下的2种不同点... 对工作在一种移相控制下的串联负载谐振式全桥逆变器供电的介质阻挡放电(DBD)型臭氧发生器的供电电源进行详细的分析,通过结合逆变桥中开关器件的通断状况和DBD电路的放电、未放电状态,得出了DBD电路的供电电源在移相控制下的2种不同点火状况及其在不同点火状况下的电路工作模态。在模态分析的基础上,推导供电电源的工作频率、DBD电路承受的峰值电压、逆变电路输出电流峰值和电路放电功率的显性表达式,并通过这些公式对这4个主要参数的调节特性进行分析。最后给出理论计算和实验结果的对比分析,验证利用模态分析方法分析DBD电路的可行性以及理论推导的正确性。 展开更多

关键词 移相控制 串联谐振 介质阻挡放电电路 模态 分析

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移相全桥变换器在直流微电网储能单元中的应用 被引量：6

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作者 王盼宝 王卫 +1 位作者 刘鸿鹏 吴炎 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2016年第3期67-72,共6页

利用移相全桥变换器设计直流微电网中的储能单元,并采用蓄电池作为储能设备。首先介绍了直流微电网的结构和基于母线电压信息的系统运行模式切换方法。在分析移相全桥变换器单侧移相和双侧移相工作原理的基础上,分别设计了储能单元恒压... 利用移相全桥变换器设计直流微电网中的储能单元,并采用蓄电池作为储能设备。首先介绍了直流微电网的结构和基于母线电压信息的系统运行模式切换方法。在分析移相全桥变换器单侧移相和双侧移相工作原理的基础上,分别设计了储能单元恒压下垂模式和恒流模式的控制策略。结合直流微电网运行模式和储能单元控制策略,进一步提出了基于母线电压信息和微电网中心控制器指令相结合的储能单元运行模式切换方案。搭建了相关实验平台,所设计的储能单元可按照母线电压信息和电流指令在恒压与恒流模式之间进行切换,实验结果验证了所提储能单元控制策略与运行模式切换方案的有效性。 展开更多

关键词 直流微电网 移相全桥变换器 蓄电池 储能 移相控制 运行模式切换

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电压源高频交流环节AC/AC变换器原理研究 被引量：19

11

作者 陈道炼 李磊 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第6期25-30,共6页

首次提出了电压源高频交流环节AC/AC变换器电路拓扑族 ,这类电路拓扑由输入周波变换器、高频变压器、输出周波变换器构成。分析研究了这类变换器稳态原理与移相控制策略 ,绘出了变换器的外特性曲线。这类变换器具有电路拓扑简洁、两级... 首次提出了电压源高频交流环节AC/AC变换器电路拓扑族 ,这类电路拓扑由输入周波变换器、高频变压器、输出周波变换器构成。分析研究了这类变换器稳态原理与移相控制策略 ,绘出了变换器的外特性曲线。这类变换器具有电路拓扑简洁、两级功率变换 (LFAC/HFAC/LFAC)、双向功率流、高频电气隔离、网侧电流波形可得到改善、负载适应能力强等优点。PSPICE仿真波形充分证实了这类变换器的正确性和先进性。 展开更多

关键词 AC/AC变换器 高频交流环节 周波变换器 电压源 移相控制

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大功率逆变电源PWM控制技术的研究 被引量：4

12

作者 黄石生 余文松 薛家祥 《电焊机》 2000年第3期9-12,27,共5页

在全桥DC DC变换器PWM控制技术系统分类的基础上 ,对比分析了四种PWM控制技术的基本原理和特点。分析和实验结果表明 ,针对大功率逆变电源对控制电路的具体要求 ,电流型相移式PWM控制技术尤其适用于大功率全桥DC

关键词 PWM控制技术 电流型相移式 逆变电源 焊接

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逆变式焊／割电源滑模变结构与PI综合控制 被引量：5

13

作者 朱国荣 钱翠锋 +1 位作者 段善旭 康勇 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期53-57,共5页

根据焊条电弧焊/空气等离子切割电源特性,考虑到网压波动、经济效益以及人身安全,仔细分析了电源负载电流,短路电流和空载电压的要求,引入了滑模变结构控制(SMC),研究了基于SMC的电压环与基于PI的电流环相结合的综合控制方式,解决了电... 根据焊条电弧焊/空气等离子切割电源特性,考虑到网压波动、经济效益以及人身安全,仔细分析了电源负载电流,短路电流和空载电压的要求,引入了滑模变结构控制(SMC),研究了基于SMC的电压环与基于PI的电流环相结合的综合控制方式,解决了电压超调与快速电压响应的矛盾等问题.文中从理论上推导了基于平均状态空间模型移相全桥间接SMC控制算法,应用了直接相移PWM波生成方法,从而使控制更为简单实用.最后在一台20 kW的逆变式焊/割电源上采用综合控制方法和单纯PI控制进行比较试验.结果表明,采用的综合控制方法应用在焊/割电源是一种非常有效且鲁棒性强的方法. 展开更多

关键词 逆变电源 焊/割电源 滑模变结构控制 移相全桥

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电流型高频链AC-AC变换器 被引量：5

14

作者 陈道炼 陈艳慧 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第36期17-22,共6页

提出电流(Boost)型高频链AC-AC变换器电路结构与拓扑族,它是由输入滤波器、储能电感、输入周波变换器、高频变压器、输出周波变换器和输出滤波器依序级联构成。深入分析研究了这类变换器的原理特性与控制策略,提出并有效解决变换器启动... 提出电流(Boost)型高频链AC-AC变换器电路结构与拓扑族,它是由输入滤波器、储能电感、输入周波变换器、高频变压器、输出周波变换器和输出滤波器依序级联构成。深入分析研究了这类变换器的原理特性与控制策略,提出并有效解决变换器启动时储能电感的磁饱和问题及高频变压器漏感引起的电压尖锋现象,给出这类变换器的仿真和原理试验。研究结果表明,这类变换器具有电路拓扑简洁、高频电气隔离、双向功率流、变换效率高、网侧功率因数高、负载适应能力强、负载短路时可靠性高等优点。 展开更多

关键词 AC—AC变换器 高频链 BOOST型 周波变换器 移相控制策略

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基于功率预测的光伏微逆变器低频电流纹波抑制策略 被引量：3

15

作者 阚加荣 潘晓明 +3 位作者 王锐 吴云亚 吴冬春 刘丹丹 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2018年第23期127-133,183,共8页

随着单块光伏电池输出功率越来越高,以反激电路为基础的传统光伏微逆变器(PM)难以达到高效率,因此以桥式电路为基础的PM越来越受到重视。文中提出一种较小容值的桥式PM及其基于功率预测的输入侧低频电流纹波抑制方法。该方法取消了传统... 随着单块光伏电池输出功率越来越高,以反激电路为基础的传统光伏微逆变器(PM)难以达到高效率,因此以桥式电路为基础的PM越来越受到重视。文中提出一种较小容值的桥式PM及其基于功率预测的输入侧低频电流纹波抑制方法。该方法取消了传统的电流内环,而且保证变换器的输出功率能够在一个开关周期时间内实现快速跟踪。考虑到实际参数与检测值的误差,所提功率预测方法仍具有很好的稳定性与鲁棒性。通过建立系统的小信号模型,设计了电压外环的调节器参数,使得电压环具有较大的带宽。实验结果证明了所提PM性能优良。 展开更多

关键词 桥式微逆变器 低频电流纹波抑制 功率预测 电流断续模式 移相控制

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基于正切滑模频移法的孤岛检测方法 被引量：9

16

作者 张凯航 袁越 +2 位作者 傅质馨 金鑫 刘纯 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2013年第12期66-72,共7页

在研究传统滑模频移(SMS)孤岛检测法的基础上,使用正切函数代替SMS中的正弦函数来设置电流的主动移相角,提出了一种新的正切滑模频移孤岛检测法,并对该方法的参数设定、检测盲区和多机并联运行时的工作特性进行了量化分析。该方法避免了... 在研究传统滑模频移(SMS)孤岛检测法的基础上,使用正切函数代替SMS中的正弦函数来设置电流的主动移相角,提出了一种新的正切滑模频移孤岛检测法,并对该方法的参数设定、检测盲区和多机并联运行时的工作特性进行了量化分析。该方法避免了SMS法中稳定状态的发生,显著减小了检测盲区,同时可以减小对电网的负面影响,提高孤岛检测速度,适用于多机并联系统且不受稀释效应影响。仿真结果证明了所提方法的有效性和优越性。 展开更多

关键词 孤岛检测 相位偏移 滑模频移法 滑模控制 多机并联系统

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移相全桥变换器的PWM全阶鲁棒滑模控制 被引量：9

17

作者 高明 王大志 李召 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第10期2293-2302,共10页

传统的移相全桥变换器是利用周期平均化方法设计线性控制环节,不能满足分布式发电强鲁棒的需求。针对四个子结构的移相全桥变换器提出PWM全阶滑模控制策略。基于变换器的等效动态模型,在滑模流形中引入积分环节消除静差,分析系统在相空... 传统的移相全桥变换器是利用周期平均化方法设计线性控制环节,不能满足分布式发电强鲁棒的需求。针对四个子结构的移相全桥变换器提出PWM全阶滑模控制策略。基于变换器的等效动态模型,在滑模流形中引入积分环节消除静差,分析系统在相空间中的滑模运动过程和滑动的严格存在条件,给出可直接用于控制器数字实现的等效PWM控制函数,并在等效控制函数的基础上加入鲁棒切换项,分析电感与电容参数存在摄动时的鲁棒控制条件。实验结果证明PWM全阶滑模控制策略可以很好地改善系统的鲁棒性和调节性能,同时滑模控制变换器能以固定开关频率工作,避免了频率随工况改变而变动。 展开更多

关键词 移相全桥 全阶滑模控制 定频 PWM滑模控制 鲁棒性

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移相全桥的重积分间接滑模控制策略 被引量：1

18

作者 王大志 高明 李召 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期1069-1074,共6页

为了改善移相全桥直流变换器的输出性能,提出一种重积分间接滑模控制策略.给出了移相全桥的动态模型,同时采用李导数给出重积分间接滑模控制器的设计过程.分析了间接滑模控制过程中的降阶现象;在三维相空间中描述了滑模存在域和滑动过程... 为了改善移相全桥直流变换器的输出性能,提出一种重积分间接滑模控制策略.给出了移相全桥的动态模型,同时采用李导数给出重积分间接滑模控制器的设计过程.分析了间接滑模控制过程中的降阶现象;在三维相空间中描述了滑模存在域和滑动过程,并给出滑模系数的整定公式.仿真和实验结果表明,该控制策略可提升移相全桥变换器的鲁棒性和动态品质,在保留滑模控制优点的同时有效消除间接滑模控制导致的输出残差. 展开更多

关键词 移相全桥 间接滑模控制 重积分滑模控制 鲁棒性 李导数

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电压源高频交流环节AC/AC变换器原理研究 被引量：4

19

作者 陈道炼 李磊 《电源技术应用》 2002年第10期23-27,共5页

首次提出了电压源高频交流环节AC/AC变换器电路拓扑族,这类电路拓扑由输入周波变换器、高频变压器、输出周波变换器构成。分析研究了这类变换器稳态原理与移相控制策略,绘出了变换器的外特性曲线,这类变换器具有电路拓扑简洁、两级功率... 首次提出了电压源高频交流环节AC/AC变换器电路拓扑族,这类电路拓扑由输入周波变换器、高频变压器、输出周波变换器构成。分析研究了这类变换器稳态原理与移相控制策略,绘出了变换器的外特性曲线,这类变换器具有电路拓扑简洁、两级功率变换(LFAC/HFAC/LFAC)、双向功率流、高频电气隔离、网侧电流波形可得到改善、负载适应能力强等优点。 展开更多

关键词 电压源 高频交流环节 AC/AC变换器 周波变换器 移相控制 控制原理

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混合动力汽车DC/DC辅助电源轨迹规划及双积分滑模控制 被引量：14

20

作者 刘斌 粟梅 +2 位作者 贺建军 孙尧 唐青松 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2014年第4期918-924,共7页

针对混合动力汽车低压辅助供电系统的应用要求,提出一种既能满足输入电压范围宽,又能实现给低压蓄电池进行合理充放电控制和能量管理的车载DC/DC辅助电源控制策略。在研究蓄电池三段式充电特性、各种工况及工作模式对DC/DC的要求和证明... 针对混合动力汽车低压辅助供电系统的应用要求,提出一种既能满足输入电压范围宽,又能实现给低压蓄电池进行合理充放电控制和能量管理的车载DC/DC辅助电源控制策略。在研究蓄电池三段式充电特性、各种工况及工作模式对DC/DC的要求和证明车载辅助供电系统微分平滑的基础上,提出了融合效率曲线、电流变化率与能量管理的多目标轨迹规划算法。为满足系统输出微分平滑的前提,即输出电流能快速准确跟踪参考电流,提出适合电流内环的双积分高阶定频准滑模控制算法,给出了数学模型和控制器设计方法。最后,搭建了系统仿真模型、工程样机及实验平台。仿真与实验结果及工程应用证明了所提DC/DC辅助电源控制策略的有效性和可行性。 展开更多

关键词 混合动力汽车 微分平滑 移相全桥DC DC 准滑模控制 Saber-MATLAB联合仿真

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