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BUCk-BOOST变换器

  • 太阳能电池阵列模拟器的研究与设计.rar

    21世纪,人类面临着实现经济和社会可持续发展的重大挑战,能源问题越来越突出,太阳能等可再生能源逐渐成为人类关注的焦点。时至今日,人类对光伏系统的研究越来越深入广泛,但在光伏系统的研发过程中,太阳能电池由于受日照强度、环境温度影响较大,导致实验成本过高,研发周期变长。太阳能电池阵列模拟器便能较好地解决这一问题。 @@ 本文首先对比了模拟式太阳能电池模拟器和数字式太阳能电池模拟器的优缺点,选取了数字式太阳能电池阵列模拟器作为研究对象,并对研究太阳能电池阵列模拟器的实际意义作了阐述。随后描述了太阳能电池的输出特性,讨论了适合工程计算的太阳能电池阵列数学物理模型。 @@ 本文研究的太阳能电池阵列模拟器由功率电路和控制电路两部分组成。功率电路选取了半桥型DC/DC电路作为主电路拓扑,对其工作过程进行了分析,并对各部分电路进行了设计。然后设计了电压电流双闭环调节器,在此基础之上用PSIM仿真软件对所设计的太阳能电池阵列模拟器进行了仿真,包括静态工作点的仿真以及动态响应速度的仿真,通过仿真验证了模拟器能够达到所要求指标。 @@ 控制电路板是整个模拟器的核心控制部分,通过控制运算提供输出电压的参考值,进而提供控制功率管开通关断的PWM信号。本文选取了microchip公司的dsPIC30F2023作为主控制芯片,分析了该型号微处理芯片的性能特点,介绍了模拟信号采样电路、232通讯电路、人机交互界面电路等外围电路的硬件设计,调节器采用了数字PID控制。 @@ 在MPLAB集成开发环境中进行了软件方案的设计,主要包括主程序、生成PWM程序、AD采样、故障处理、人机交互程序等,介绍了各个模块的程序流程。 @@ 软硬件系统设计完成后,最终实现了太阳能电池阵列模拟器,可以为光伏系统的研究提供一个良好的实验平台。 @@关键词:太阳能电池阵列模拟器;半桥型DC/DC变换器;dsPIC30F2023

    标签: 太阳能电池 阵列 模拟

    上传时间: 2013-07-28

    上传用户:cceezzpp

  • 具有功率因数校正和软开关技术开关电源设计.rar

    近年来,电源技术无论在理论研究,还是生产应用方面都取得了许多成果和长足的进步。开关电源的研究涉及电力电子、自动控制等技术领域,软开关、高效率是开关电源的重要研究方向。因此,PFC技术和软开关PWM技术作为成熟的技术,近些年来在中、小功率乃至大功率开关电源中得到普遍的应用。 本文研究设计了一种具有功率因数校正和软开关技术的高效率开关电源。该开关电源主要分为两个部分,前一部分为单相有源功率因数校正电路,后一部分为采用移相控制软开关技术的全桥变换器。 论文首先介绍了开关电源技术的发展以及涉及到的技术领域,然后阐述了现阶段几种提高开关电源技术的新方法,最后详细叙述了整个系统的设计。在详细分析和研究单相有源功率因数校正原理的基础上,设计出有源功率因数校正电路,并给出电路中升压电感的设计方法。同时,设计出了大功率移相控制全桥软开关PWMDC/DC变换器,详细的研究了实现ZVS的条件。最后研制出了实验样机,并给出了实验样机的功率因数校正电路和移相全桥软开关变换电路的实验波形。

    标签: 功率因数校正 软开关技术 开关电源设计

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:ynwbosss

  • 有源功率因数校正技术的研究与应用.rar

    随着自动化技术的发展和城市化进程的加快,照明用电占人类总发电量的比重也越来越大,对电子镇流器的要求也越来越高,即功率因数高低的要求更加明确,功率因数高低已成为综合衡量整流设备的一个重要指标。 本次课题采用功率因数控制芯片UC3854为核心,设计了一种较宽电压输入范围、固定电压输出的250W的AC/DC变换器。对该变换器所用的有源功率因数校正(APFC)系统与UC3854芯片的原理和结构做了详细的分析与讨论,介绍了UC3854的管脚排列及功能。所设计的以UC3854为核心的有源功率因数校正器能在90V~220V的宽电压输入范围内得到稳定的380V直流电压输出,并使功率因数达到0.99以上。 MATLAB强大的信号分析处理能力对高效地设计APFC系统及整定各个环节的参数带来了极大便利。本文同时也采用MATLAB设计实现了一个有源功率因数校正器的仿真,用SIMULINK已有模块模拟了UC3854的控制过程,给出了仿真电路和波形。 本文创新性的将系统工程引入APFC电路中,将系统工程中的建模分析和状态空间法应用到此次设计的系统中,使得此次工程设计提升到了抽象的数学概念上。用数学模型可以表达出主电路的工作原理,从状态空间法中找出了改变系统动态性能的相应参数,为此类电路的设计提供了理论依据。

    标签: 有源功率因数 校正技术

    上传时间: 2013-05-24

    上传用户:15736969615

  • 变速恒频双馈机风力发电的若干关键技术研究.rar

    在能源枯竭与环境污染问题日益严重的今天,风力发电已经成为绿色可再生能源的一个重要途径。双馈电机变速恒频(VSCF)发电是通过对转子绕阻的控制来实现的,而转子回路流动的功率是由发电机运行范围所决定的转差功率,因而可以将发电机的同步转速设定在整个运行范围的中间。如果系统运行的转差率范围为±30%,则最大转差功率仅为发电机额定功率的30%,因此交流励磁变换器的容量可大大减小,从而降低成本。该变换器如果加上良好的控制策略,则系统运行将具有优越的稳态和暂态运行性能,非常适用于风能这种随机性强的能源形式。本文对变速恒频双馈机风力发电系统的若干关键技术,如空载柔性并网、带载柔性并网、解列控制、最大功率点跟踪、电网电压不平衡运行、低电压故障穿越等问题进行了深入研究,论文的主要工作如下: 根据交流励磁变速恒频风力发电的运行特点,将电网电压定向的矢量控制方法应用在双馈发电机的并网发电控制上。研究了一种基于电网电压定向的双馈机变速恒频风力发电柔性并网控制策略,在变速条件下实现无电流冲击并网和输出有功、无功功率的解耦控制,建立了交流励磁发电机柔性并网及稳态运行的控制模型,对柔性并网及其逆过程的解列分别进行了仿真和实验研究。 提出了一种以向电网输送净电能最多为目标的最大功率点跟踪控制策略,在不检测风速情况下,能够自动寻找并跟随最大功率点,且不依赖风力机最佳功率特性曲线,提高了发电系统的净输出能力,具有良好的动、静态性能。仿真和实验结果证明了本控制策略的正确性和有效性。 对网侧变换器分别进行了幅相控制和直接电流控制策略的研究。结果表明:幅相控制策略简单实用,可以得到正弦波电流,且波形谐波小,实现了单位功率因数运行,但响应速度相对较慢;而直接电流控制策略具有网侧电流闭环控制,使网侧电流动、静态性能得到提高,实现对系统参数的不敏感,增强了电流控制系统的鲁棒性,但算法相对复杂。 在电网不平衡条件下,如果以传统的电网电压平衡控制策略设计PWM整流器,会使系统出现不正常的运行状态。为了提高三相PWM整流器的运行性能,本文对电网电压不平衡情况下三相PWM整流器运行控制策略进行了改进,研究了消除负序电流和抑制输入功率二次谐波的控制策略,实现了线电流正弦、负序输入电流为零及总无功功率输入为最小的目标。 为了提高VSCF风力发电系统的运行能力,本文对电网故障时双馈风力发电系统低电压穿越控制(LVRT)进行了研究,在不改变系统硬件结构的情况下,通过改变励磁控制策略来实现LVRT;在电网故障时使电机和变换器安全穿越故障,保持不脱网运行,提高系统的稳定性和安全性。

    标签: 变速恒频 双馈 关键技术

    上传时间: 2013-07-09

    上传用户:leileiq

  • 开关电源功率因数校正的研究.rar

    开关电源以其效率高、功率密度高在电源领域中占主导地位。开关电源多数是通过整流器与电力网相接的,经典的整流器是由二极管或晶闸管组成的一个非线性电路,其输入电流波形呈脉冲状,交流网侧功率因数很低,在电网中会产生大量的电流谐波和无功功率而污染电网,成为电力公害。开关电源己成为电网最主要的谐波源之一。因此,进行网侧功率因数校正成为目前研究的热点之一。目前研究和应用得较多的高功率因数变换器要用两级:DC/DC开关变换器串联。这种电路的最大缺点是需要多个元器件、成本高、效率低,尤其在中小功率场合应用时很不经济。现在国内外正在开发研究单级功率因数校正电路,具有很高的功率因数且成本低。因而研究单级功率因数校正及变换技术对抑制谐波污染、开创绿色电源以及实现当今开关电源的小型轻量化具有重大意义。 近年来随着电子信息产业的高速发展,人们对开关电源的需求与日俱增,开关电源。PFC(Power Factor Correction)集成控制器己成为发展前景十分诱人的朝阳产业。随着开关电源的广泛应用,开关电源PFC集成控制器显示出了强大的生命力,它具有集成度高、性价比高、外围电路简单和性能指标优良等优点,现已成为开发各类电源及开关电源模块的优选集成电路。 本文首先阐述了电网污染的危害、功率因数的定义,总结了各种功率因数校正变换器的典型拓扑,对各种拓扑的特点、应用场合及控制方法作了比较分析,着重详细介绍了反激拓扑的功率因数校正变换器的应用及优缺点。最后采用功率因数校正芯片SA7527进行了一个小功率电源的功率因数校正的设计,用实验验证了该设计的可行性,结果显示功率因数能达到0.95左右,达到了较好的功率因数校正效果。

    标签: 开关电源 功率因数校正

    上传时间: 2013-06-30

    上传用户:czh415

  • 开关电源共模EMI抑制技术研究.rar

    随着电力电子技术的发展,开关电源的小型化、高频化成为趋势,其中各个部分工作时的电磁干扰问题也越来越严重,因此开关电源的电磁兼容性也越来越引起人们的重视。目前,软开关技术因其能减少开关损耗和提高效率,在开关电源中应用越来越广泛。本文的主要目的是针对开关电源中的电磁干扰进行分析,研究软开关技术对电磁干扰的影响,并且提出一种抑制共模干扰的滤波方法。 本文首先介绍了电磁兼容的定义、开关电源EMI的特点,论述了开关电源中EMI的研究现状。从电磁干扰的三要素出发,介绍了开关电源中电磁干扰的干扰源和干扰的耦合通路。分析了电感、电容、高频变压器等器件的高频特性,并介绍了线性阻抗稳定系统(LISN)的定义和作用。在了解了软开关基本概念的基础上,本文以全桥变换器为对象,介绍了移相全桥ZVS的工作原理,分析了它在实现过程中对共模干扰的影响,并在考虑IGBT寄生电容的情况下,对其共模干扰通道进行了分析。然后以UC3875为核心,设计了移相全桥ZVS的控制电路和主电路,实现了软开关。为了对共模干扰进行抑制,本文提出了一种新型的有源和无源相结合的EMI滤波器,即无源部分采用匹配网络法,将阻抗失配的影响降到最低;有源部分采用前馈控制,对共模电流进行补偿。 针对以上提出的问题,本文通过Saber软件对移相全桥ZVS进行了仿真,并和硬开关条件下的传导干扰进行了比较,得出了在高频段,ZVS的共模干扰小于硬开关,在较低频段改善不大,甚至更加严重,而差模干扰有较大衰减的结论。通过对混合滤波器进行仿真,取得了良好的滤波效果,和传统的无源EMI滤波器相比,在体积和重量上都有一定优势。

    标签: EMI 开关电源

    上传时间: 2013-05-28

    上传用户:iswlkje

  • 大功率锂离子蓄电池充放电系统的研究.rar

    蓄电池作为一种储能设备,广泛应用于国民经济的各个部门。近几年来,电动汽车行业迅速发展,对于纯电动汽车蓄电池是唯一的动力源,需要定期的满充满放的维护来提高电池性能,同时测量电池实际安时数。蓄电池的充放电技术与蓄电池相伴而生,与蓄电池的发展和应用有着密切的关系。充放电系统性能直接影响着蓄电池的技术状态,使用寿命,并决定着放电时对电网污染的程度。 目前,大功率蓄电池充放电系统仍大量采用晶闸管移相控制技术,该技术具有技术成熟,价格低廉的优点,但网侧功率因数低,对电网的污染大。而消除电网谐波污染、提高功率因数是电力电子领域研究的重大课题之一。本文为大功率锂离子蓄电池充放电设计的系统采用电压型PWM整流器和双向DC/DC变换器的结构,在实现能量双向流动的同时,实现网侧电流波形的正弦化控制,具有节能,对电网污染小等优点。 本文设计了主电路参数并在MATLAB/Simulink环境下进行了仿真。本文还提出了以MC9S12D64为核心的双向DC/DC变换器控制板和控制器的硬件、软件的完整的设计方案。充电采用恒流充电和恒压充电相结合的控制策略,实现单体电池电压控制,提高了充放电控制性能和安全性。充放电系统样机测试结果表明:满载时,系统效率80%以上,功率因数99%以上,谐波含量5%以下,满足设计要求,验证了系统设计的可行性。

    标签: 大功率 充放电系统 锂离子蓄电池

    上传时间: 2013-06-27

    上传用户:啊飒飒大师的

  • 太阳能发电并网系统的研究.rar

    由于世界能源危机的日益严重和全球环境的不断恶化,大规模开发清洁可再生能源成为当前能源战略的主要方向。太阳能作为当前世界上最清洁、最现实、最有大规模开发利用前景的可再生能源之一,得到了各界的广泛关注。在太阳能的利用中,光伏发电并网又是其主要发展方向之一。 由于光伏产业界目前还没有统一的标准,又因为功率等级及应用场合的不同,使各种拓扑结构的光伏并网变流器都得以尝试使用。本文就是在此背景下,对当前使用的各类光伏并网变流器的拓扑结构和控制方法进行比较,并结合光伏并网系统实际应用中暴露的主要缺陷,从适应光伏阵列输出特性和提高系统整体的可靠性两方面入手,提出Z-source变换器结合PWM整流器的拓扑结构。 文章首先介绍了光伏并网系统中并网变流器的三种隔离回路方式,及应用于小功率和中大功率场合的不同主电路拓扑结构及控制策略,比较其优缺点,提出了Z-source变换器结合PWM整流组成的光伏发电系统。这种拓扑结构可以减小系统中电解电容的体积容量,并解决由太阳能电池板输出电压大范围变化所带来一系列问题,同时可以在一定程度上改善系统的可靠性问题。其次,文中分析介绍了Z-source变换器的工作原理,对比了三种升压控制的实现方式和性能差异,并简述了逆变器的三种SPWM电流控制策略及其优缺点。最后,结合整体系统需要,将Z-source变换器的升压控制与PWM整流器的并网控制融合,提出完成逆变并网功能和最大功率点跟踪的控制思想。 根据上述分析和研究,选定整体光伏系统的硬件结构和控制方案。详细阐述了系统硬件部分的设计计算,提供了系统主电路结构、参数计算、元件选型和控制电路的设计的详细说明,并完成了主电路硬件的制作。根据空间状态方程法对光伏发电系统进行仿真建模,仿真模型包括主电路拓扑及各控制子模块,文中简要说明各控制模块的功能,给出仿真结果并进行分析。验证该系统可以较好的实现本文提出的控制方案所应完成的各项功能,系统工作稳定可靠,性能良好。

    标签: 太阳能发电 并网

    上传时间: 2013-07-12

    上传用户:asd_123

  • 基于DSP的全数字通信高频开关电源的研究与设计.rar

    随着电信业的迅猛发展,电信网络总体规模不断扩大,网络结构日益复杂先进。作为通讯支撑系统的通讯用基础电源系统,市场需求逐年增加,其动力之源的重要性也日益突出。庞大的电信网络高效、安全、有序的正常运行,对通信电源系统的品质提出了越来越严格的要求,推动了通信电源向着高效率、高频化、模块化、数字化方向发展。 本文在广泛了解通信电源的行业现状和研究热点的基础上,深入研究了开关电源的基本原理及相关技术,重点分析了开关电源功率因数技术及移相全桥软开关PWM技术的基本原理,并在这基础上设计了一款通信机房常用的48V/25A的通信电源模块,该电源模块由功率因数校正和DC/DC变换两级电路组成,采用了一些最新的技术来提高电源的性能。例如,在电路拓扑中引入软开关技术,通过采用移相全桥软开关PWM变换器实现开关管的零电压开通,减小功率器件损耗,提高电源效率;采用高性能的DSP芯片对电源实现数字PWM控制,克服了一般单芯片控制器由于运行频率有限,无法产生足够高频率和精度的PWM输出及无法完成单周期控制的缺陷;引入了智能控制技术,以模糊自适应PID控制算法取代传统的PID算法,提高了开关电源的动态性能。 整篇论文以电源设计为主线,在详细分析电路原理的基础上,进行系统的主电路参数设计、辅助电路设计、控制回路设计、仿真研究、软件实现。

    标签: DSP 全数字 通信

    上传时间: 2013-05-26

    上传用户:l254587896

  • 串联谐振软开关推挽电路研究.rar

    低电压输入高电压输出的直流变换器被广泛地应用在太阳能光伏发电系统、风能发电系统、燃料电池系统、车载逆变器电源等电力电子装置中。随着电力电子技术的发展,对该类型的变换器也提出了更高的要求。 本文主要针对中小功率的升压变换器,对串联谐振软开关推挽电路进行了研究分析及实验。 文章首先对理想工作条件下的串联谐振软开关推挽电路进行理论、仿真分析,并通过实验验证了电路损耗小、效率高的特性。三种不同的控制方案:导通时间固定、关断时间变化的PFM调制方式,导通时间变化、关断时间固定的PFM调制方式,PWM调制方式,被分别应用到电路中。通过理论、仿真以及实验研究,比较分析了三种控制方案的优缺点,特别是对软开关特性、输出电压调节及适用范围等问题做了细致分析。文章还对应用在串联谐振软开关推挽电路中的变压器作了一定研究分析。根据变压器的机理,对该电路中特有变压器的高变比问题和漏感问题展开分析,并提出工艺和设计原理上的相应的解决方案。 为进一步实现能量的高效转换,提出了基于双变压器结构拓扑的串联谐振软开关推挽电路,并进行了有关理论分析、仿真和实验研究。同单变压器电路相比,该电路具有开关损耗小、变压器损耗小、效率更高的优点,实验结果充分验证了以上结论。

    标签: 串联谐振 软开关 推挽电路

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:关外河山