基于回转器理论的电流模式控制型DC-DC变流器统一大信号模型

随着新能源技术的大力发展，直流分布式系统以其独特的优势得到了越来越广泛的关注，逐渐成为业界的研究热点。虽然系统中每个模块都能够单独稳定运行，但由于模块之间复杂的相互作用，系统的稳定性特别是在大信号扰动下的暂态稳定性情况仍是令人困扰的一大难题，且目前该领域的理论研究成果相对缺乏。简单、有效、统一的大信号模型是进行大信号稳定性理论分析的基础。由于电流模式控制方法应用较为广泛，故本文基于回转器理论提出了一种适用于电流模式控制型DC-DC变流器的统一大信号模型。该模型实现了降阶，表达式简单，且仅需修改其中一个模型参数值即可实现对不同拓扑变流器的建模分析，为理论分析系统的大信号稳定性奠定了良好的基础，也为解析形式大信号稳定性判据的提出提供了可能。仿真和实验分别基于Buck、Boost及Buck-Boost变流器对该模型的有效性进行了验证。同时，为验证该大信号模型的完备性，对其稳态工作点附近的小信号特性也进行了分析，并与目前公认的比较精确的电流模式控制小信号模型进行了对比，得到了较好的结果。     

Buck变流器级联系统直流母线电压补偿控制策略

在直流分布式电源系统的设计过程中,稳定性设计是最核心但最复杂的部分。随着系统规模日益庞大,若想将其作为整体进行稳定性设计几乎是不可能的。由于级联是分布式结构中最基本的连接形式,故深入研究、改善级联系统的稳定性对于确保整个系统的稳定运行非常重要。除优化设计变流器参数外,增加母线补偿装置(VBC)也是改善级联系统直流母线电压稳定性的一种有效途径,目前针对DC-DC级联系统母线补偿策略及补偿容量的研究已取得了一定的成果,其中一些研究还可以应用于大信号扰动的场合。但总体而言仍有进一步探索和发展的空间。本文从大信号的研究角度出发,基于混合势函数理论和回转器大信号模型,提出了一种直流母线电压补偿控制策略。该控制策略可根据级联系统中源、负载变流器的具体特性参数进行有针对性的补偿;同时,该策略由混合势函数理论的稳定性定理推导得出,从理论上保证了加入VBC后整个系统在大信号扰动下的稳定性。仿真和实验以峰值电流模式控制型Buck变流器级联系统为例对该补偿控制策略的有效性和补偿效果进行了验证。     

Boost-Flyback单级PFC电路的原边控制策略

针对Boost-Flyback单级功率因数校正(PFC)电路的原边控制技术进行研究。由于Boost-Flyback单级PFC电路中开关管电流同时包含输入电感电流和反激变压器电流,传统反激式变流器的原边控制方法不再适用。本文提出并研究了适合双电感单级PFC拓扑下的两种原边控制策略,即变频控制策略和恒定频率控制策略,并对比两种控制策略的性能。为满足高精度恒流输出,高功率因数值及低谐波分量等多方面指标,本文研究不同控制策略的电路参数优化方法,特别是电感取值的优化。经对比分析,在减小输出电流纹波及提高功率因数方面,变频控制策略比恒定频率控制策略更具优势。最后在一台交流输入180～264V,恒流输出32V/0.7A的样机上对理论分析结果予以验证。