RU2791909C1 - Method for controlling a pulsed power converter in medium current mode - Google Patents

Method for controlling a pulsed power converter in medium current mode Download PDF

Info

Publication number
RU2791909C1
RU2791909C1 RU2022114304A RU2022114304A RU2791909C1 RU 2791909 C1 RU2791909 C1 RU 2791909C1 RU 2022114304 A RU2022114304 A RU 2022114304A RU 2022114304 A RU2022114304 A RU 2022114304A RU 2791909 C1 RU2791909 C1 RU 2791909C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
voltage
current
power converter
pulse
signal
Prior art date
Application number
RU2022114304A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Игоревич Мошкунов
Владислав Юрьевич ХОМИЧ
Екатерина Александровна Шершунова
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт электрофизики и электроэнергетики Российской академии наук (ИЭЭ РАН)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт электрофизики и электроэнергетики Российской академии наук (ИЭЭ РАН) filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт электрофизики и электроэнергетики Российской академии наук (ИЭЭ РАН)
Application granted granted Critical
Publication of RU2791909C1 publication Critical patent/RU2791909C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: electrical engineering.
SUBSTANCE: in the control method pulse power converter is in the medium current mode, including the measurement of the current in the electrical circuit of the load current in the pulse power converter, the simultaneous formation of a current feedback signal to an additionally introduced second pulse-width modulator after subtracting a fixed voltage from the current feedback signal by means of an additionally introduced device voltage subtraction, at the output of which control pulses of increasing voltage of the required duty cycle are formed by means of the power circuit of increasing voltage formed by the inductor and additionally introduced second field-effect transistor, second power diode and smoothing capacitor, integration of current feedback signal, formation of average current feedback signal, control of average current mode of switching power converter by forced switching between current stabilization and step-down voltage modes by means of multiplexer formed by resistor, operational amplifier and a power diode, comparing the value of the step-down voltage signal proportional to the current in the inductor, which together with the switching device containing the field-effect transistor, forms the step-down electrical circuit of the pulse power converter, with the set reference voltage value obtained as a result of monitoring the average current mode of the pulse power converter, control of a pulse-width modulator using an average current signal and switching in a pulsed power converter from the output of a pulse-width modulator, forming control pulses of a step-down voltage of the required duty cycle, coming to the gate of the field-effect transistor through the driver.
EFFECT: increasing the stability of the battery charging process both in terms of voltage and current with increased efficiency in a wide range of voltages, conversion factors and power levels of a pulsed power converter while improving the transient response with a sharp change in the operating mode.
5 cl, 5 dwg

Description

Предполагаемое изобретение относится к области электротехники, а именно: к области преобразовательной электротехники, в частности, к способам управления импульсными силовыми преобразователями, а именно: к способам управления преобразователем напряжения понижающего и повышающего типа, и может найти применение в способах организации электропитания разных устройств во многих областях техники, например, в способах организации заряда аккумуляторной батареи на борту летательного аппарата с гибридной силовой установкой посредством мощных импульсных силовых преобразователей понижающего и повышающего типа по контролируемым напряжению и току, а также в способах организации вторичного электропитания оборудования и функциональной аппаратуры летательных аппаратов со стабилизированными напряжением и предельным значением тока в нагрузке.The alleged invention relates to the field of electrical engineering, namely: to the field of converter electrical engineering, in particular, to methods for controlling pulse power converters, namely: to methods for controlling a step-down and step-up voltage converter, and can be used in methods of organizing power supply for various devices in many areas of technology, for example, in methods of organizing a battery charge on board an aircraft with a hybrid power plant by means of powerful pulsed power converters of a step-down and step-up type for controlled voltage and current, as well as in methods of organizing a secondary power supply for equipment and functional equipment of aircraft with stabilized voltage and the limit value of the current in the load.

Решением проблемы повышения уровней загрязнения окружающей среды и шума и вибраций вследствие увеличения количества авиаперевозок может стать по аналогии с автомобилями замена традиционных летательных аппаратов с двигателем внутреннего сгорания на полностью электрические или частично электрические, гибридные летательные аппараты. Среди прочего проблема создания таких летательных аппаратов обусловлена разработкой силовых установок небольшого веса и габаритов с высоким КПД и оптимальным распределением и использованием энергии на борту летательных аппаратов.The solution to the problem of increasing levels of pollution and noise and vibration due to the increase in the number of air travel can be, by analogy with cars, the replacement of traditional internal combustion engine aircraft with all-electric or partially electric hybrid aircraft. Among other things, the problem of creating such aircraft is due to the development of power plants of low weight and dimensions with high efficiency and optimal distribution and use of energy on board the aircraft.

Энергия, необходимая для полета, может запасаться в суперконденсаторах, топливных элементах и литиевых батареях, которые характеризуются плотностью энергии, удельной мощностью, сроком службы и стоимостью.The energy required for flight can be stored in supercapacitors, fuel cells and lithium batteries, which are characterized by energy density, power density, lifetime and cost.

Суперконденсаторы обладают высокой удельной мощностью и обеспечивают длительный срок службы с высоким КПД, а также быструю зарядку/разрядку [1, 2], и могут работать в широком диапазоне температур. Их главный недостаток - высокая стоимость и большой вес при меньшей удельной энергии по сравнению с аккумуляторными батареями. Поэтому суперконденсаторы используются там, где требуется несколько циклов или когда нет альтернативных технических решений из-за необходимости их работы при экстремальных рабочих температурах.Supercapacitors have a high power density and provide a long service life with high efficiency, as well as fast charging/discharging [1, 2], and can operate over a wide temperature range. Their main disadvantage is the high cost and high weight with a lower specific energy compared to rechargeable batteries. Therefore, supercapacitors are used where multiple cycles are required or when there are no alternative technical solutions due to the need to operate at extreme operating temperatures.

В отличие от аккумуляторной батареи, топливный элемент непрерывно вырабатывает электричество. Топливные элементы могут достигать плотности мощности более 1000 Вт/кг [3]. Использование топливных элементов позволяет перераспределять тягу, что положительно сказывается на аэродинамической эффективности летательных аппаратов. Кроме того, многофункциональная интеграция водородного топливного элемента в летательный аппарат позволяет использовать такие побочные продукты, как вода, тепло или обедненный кислород для обеспечения таких жизненно важных процессов, как борьба с обледенением, кондиционирование, водоснабжение [4]. Однако, для функционирования топливных элементов необходимы резервуары для водорода, система для управления отводом тепла, что существенно влияет на массу этого источника энергии, и также сказывается на эффективности его использования на борту летательных аппаратов [5].Unlike a battery, a fuel cell continuously generates electricity. Fuel cells can achieve power densities in excess of 1000 W/kg [3]. The use of fuel cells makes it possible to redistribute thrust, which has a positive effect on the aerodynamic efficiency of aircraft. In addition, the multifunctional integration of a hydrogen fuel cell into an aircraft allows the use of by-products such as water, heat, or depleted oxygen to provide vital processes such as de-icing, air conditioning, and water supply [4]. However, the operation of fuel cells requires reservoirs for hydrogen, a system for controlling heat removal, which significantly affects the mass of this energy source, and also affects the efficiency of its use on board aircraft [5].

Литиевые аккумуляторные батареи обладают высокой плотностью энергии, малым весом, могут быть достаточно компактными и эргономичными. Их основным преимуществом по сравнению с топливными элементами является возможность зарядки во время полета. Кроме того, их можно подключать последовательно и параллельно для увеличения рабочего напряжения и/или тока. Однако очень важно правильно управлять работой аккумуляторов и состоянием их заряда на борту электрического самолета. Особое внимание следует уделять циклам зарядки и разрядки аккумулятора. Неправильная работа аккумуляторных батарей, их перегрузка, повреждение или короткое замыкание могут стать причиной возгорания. Для обеспечения правильных режимов заряда литиевых батарей необходим оптимально работающий силовой преобразователь с точным контролем тока и напряжения заряда в процессе зарядки [4-9].Lithium batteries have a high energy density, low weight, can be quite compact and ergonomic. Their main advantage over fuel cells is the ability to charge while in flight. In addition, they can be connected in series and in parallel to increase the operating voltage and/or current. However, it is very important to properly manage the operation of batteries and their state of charge on board an electric aircraft. Particular attention should be paid to the charge and discharge cycles of the battery. Batteries that are not working properly, overloaded, damaged, or short circuited can cause a fire. To ensure the correct charge modes for lithium batteries, an optimally operating power converter with accurate control of the current and voltage of the charge during the charging process is required [4-9].

Комбинированный (понижающе-повышающий) преобразователь представляет собой тип преобразователя постоянного тока, имеющего величину выходного напряжения больше или меньше, чем величина входного напряжения. Другими словами, комбинированный преобразователь включает функциональные возможности понижающего преобразователя, так и функциональные возможности повышающего преобразователя.A buck-boost converter is a type of DC/DC converter that has an output voltage greater than or less than the input voltage. In other words, a combined converter includes the functionality of a buck converter as well as the functionality of a boost converter.

Известен способ управления преобразователем напряжения, содержащий этапы, на которых дискретизируют входное напряжение, выходное напряжение, входной ток и выходной ток преобразователя напряжения, который включает схему понижения напряжения, включающую первый набор переключателей, содержащий первые переключатели, и схему повышения напряжения, включающую второй набор переключателей, содержащий вторые переключатели, где второй набор переключателей отделен и может управляться независимо от первого набора переключателей, при этом, когда входное напряжение больше, чем сумма выходного напряжения и первого фиксированного напряжения, которое больше или равно нулю вольт, управляют подачей питания от преобразователя напряжения на нагрузку путем управления операциями переключения первых переключателей, использующих соответствующие сигналы управления с широтно-импульсной модуляцией, соответственно, и путем выключения второго набора переключателей, а, когда входное напряжение меньше, чем выходное напряжение, управляют подачей питания от преобразователя напряжения на нагрузку путем управления операциями переключения вторых переключателей, использующих соответствующие сигналы управления с широтно-импульсной модуляцией, соответственно, и путем выключения первого набора переключателей [10].A known method for controlling a voltage converter, comprising the steps of discretizing the input voltage, output voltage, input current and output current of the voltage converter, which includes a voltage reduction circuit, including a first set of switches, containing first switches, and a voltage increase circuit, including a second set of switches , containing the second switches, where the second set of switches is separate and can be controlled independently from the first set of switches, wherein, when the input voltage is greater than the sum of the output voltage and the first fixed voltage, which is greater than or equal to zero volts, the power supply from the voltage converter is controlled to load by controlling the switching operations of the first switches using appropriate pulse width modulation control signals, respectively, and by turning off the second set of switches, and when the input voltage is less than the output voltage on voltage, control the supply of power from the voltage converter to the load by controlling the switching operations of the second switches using appropriate pulse-width modulated control signals, respectively, and by turning off the first set of switches [10].

К недостаткам известного способа управления преобразователем можно отнести большое количество полупроводниковых элементов, которые создают дополнительные потери. Кроме того, подобная схема не обеспечивает быстрое измерение тока в индукторе, что не позволяет использовать современные эффективные методы контроля широтно-импульсной модуляцией, такие как режим пикового тока и режим среднего тока.The disadvantages of the known method of controlling the converter include a large number of semiconductor elements, which create additional losses. In addition, such a circuit does not provide a fast measurement of the current in the inductor, which does not allow the use of modern effective methods of pulse width modulation control, such as peak current mode and average current mode.

Наиболее близким к заявляемому способу по своей технической сути (прототипом) является способ управления импульсным силовым преобразователем в режиме среднего тока, включающем измерение тока в электрической цепи тока нагрузки в импульсном силовом преобразователе, формирование сигнала обратной связи по току, интегрирование сигнала обратной связи по току, формирование сигнала обратной связи по среднему току, контроль режима среднего тока импульсного силового преобразователя принудительным переключением между режимами стабилизации тока и понижающего напряжения посредством мультиплексора, сформированного резистором, операционным усилителем и диодом, сравнение значения сигнала понижающего напряжения, пропорционального току в индукторе, с установленным опорным значением напряжения, полученным в результате контроля режима среднего тока импульсного силового преобразователя, управление широтно-импульсным модулятором с использованием сигнала среднего тока и переключением в импульсном силовом преобразователе с выхода широтно-импульсного модулятора [11].Closest to the claimed method in its technical essence (prototype) is a method for controlling a pulse power converter in the average current mode, including measuring the current in the electrical circuit of the load current in the pulse power converter, generating a current feedback signal, integrating the current feedback signal, formation of an average current feedback signal, control of the average current mode of a switching power converter by forced switching between the modes of current stabilization and step-down voltage by means of a multiplexer formed by a resistor, an operational amplifier and a diode, comparison of the value of the step-down voltage signal proportional to the current in the inductor with the set reference value voltage obtained as a result of monitoring the average current mode of the pulse power converter, control of the pulse width modulator using the average current signal and switching in the pulse power converter generator from the output of the pulse-width modulator [11].

Известный способ управления импульсным понижающим преобразователем не обеспечивает режим повышения напряжения, что требуется в ряде практически важных применений, например, включая заряд аккумуляторов, поддержание постоянного напряжения на шине инверторного электродвигателя.The known method for controlling a switching buck converter does not provide a voltage boost mode, which is required in a number of practically important applications, for example, including battery charging, maintaining a constant voltage on the inverter motor bus.

Новым достигаемым техническим результатом предполагаемого изобретения является повышение стабильности процесса зарядки аккумуляторной батареи как по напряжению, так и по току, с повышенной эффективностью в широком диапазоне напряжений, коэффициентов преобразования и уровней мощности импульсного силового преобразователя при улучшении переходной характеристики при резком изменении режима работы.A new achieved technical result of the proposed invention is to increase the stability of the battery charging process both in terms of voltage and current, with increased efficiency in a wide range of voltages, conversion factors and power levels of a pulsed power converter while improving the transient response with a sharp change in operating mode.

Новый технический результат достигается тем, что в способе управления импульсным силовым преобразователем в режиме среднего тока, включающем измерение тока в электрической цепи тока нагрузки в импульсном силовом преобразователе, формирование сигнала обратной связи по току, интегрирование сигнала обратной связи по току, формирование сигнала обратной связи по среднему току, контроль режима среднего тока импульсного силового преобразователя принудительным переключением между режимами стабилизации тока и понижающего напряжения посредством мультиплексора, сформированного резистором, операционным усилителем и силовым диодом, сравнение значения сигнала понижающего напряжения, пропорционального току в индукторе, формирующим совместно с коммутационным устройством, содержащим полевой транзистор, электрическую цепь понижающего напряжения импульсного силового преобразователя, с установленным опорным значением напряжения, полученным в результате контроля режима среднего тока импульсного силового преобразователя, управление широтно-импульсным модулятором с использованием сигнала среднего тока и переключением в импульсном силовом преобразователе с выхода широтно-импульсного модулятора, формирующего управляющие импульсы понижающего напряжения нужной скважности, посредством драйвера поступающие на затвор полевого транзистора, в отличие от прототипа, формирование сигнала обратной связи по току одновременно осуществляют на дополнительно введенный второй широтно-импульсный модулятор после вычитания из сигнала обратной связи по току фиксированного напряжения посредством дополнительно введенного устройства вычитания напряжения, на выходе которого формируют управляющие импульсы повышающего напряжения нужной скважности посредством силовой цепи повышающего напряжения, образованной индуктором и дополнительно введенными вторым полевым транзистором, вторым силовым диодом и сглаживающим конденсатором.The new technical result is achieved by the fact that in the method of controlling the pulse power converter in the medium current mode, including measuring the current in the electrical circuit of the load current in the pulse power converter, generating a current feedback signal, integrating the current feedback signal, generating a feedback signal by average current, control of the average current mode of the pulse power converter by forced switching between the modes of current stabilization and step-down voltage by means of a multiplexer formed by a resistor, an operational amplifier and a power diode, comparison of the value of the step-down voltage signal proportional to the current in the inductor, forming together with a switching device containing a field transistor, step-down voltage circuit of a switching power converter, with a set reference voltage value obtained as a result of monitoring the average current mode of a switching power converter converter, control of a pulse-width modulator using an average current signal and switching in a pulse power converter from the output of a pulse-width modulator that generates control pulses of a step-down voltage of the desired duty cycle, through a driver arriving at the gate of a field-effect transistor, unlike the prototype, the formation of a feedback signal current is simultaneously carried out on an additionally introduced second pulse-width modulator after subtracting a fixed voltage from the current feedback signal by means of an additionally introduced voltage subtraction device, at the output of which control pulses of increasing voltage of the desired duty cycle are formed by means of a power circuit of increasing voltage formed by an inductor and additionally introduced a second field effect transistor, a second power diode and a smoothing capacitor.

Выходной сигнал обратной связи по напряжению импульсного силового преобразователя может быть дополнительно скомбинирован с сигналом обратной связи по среднему току.The voltage feedback output of the switching power converter can be further combined with an average current feedback signal.

Можно ограничивать искажение выходных сигналов в петле обратной связи по напряжению и в петле обратной связи по току посредством ограничения изменения полосы пропускания сигналов в петле обратной связи по напряжению и в петле обратной связи по току.It is possible to limit the distortion of the output signals in the voltage feedback loop and in the current feedback loop by limiting the change in the bandwidth of the signals in the voltage feedback loop and in the current feedback loop.

Можно формировать импульсы определенной длительности посредством широтно-импульсного модулятора в зависимости от уровня сигнала ошибки на входе широтно-импульсного модулятора.It is possible to generate pulses of a certain duration by means of a pulse-width modulator, depending on the level of the error signal at the input of the pulse-width modulator.

Можно при управлении многофазным импульсным силовым преобразователем формировать сигналы токов различными и измерять в каждой фазе отдельно, а сигнал напряжения на входе первого операционного усилителя формировать общим для всех фаз.It is possible, when controlling a multiphase pulse power converter, to generate different current signals and measure them separately in each phase, and generate a voltage signal at the input of the first operational amplifier common to all phases.

Способ управления импульсным силовым преобразователем реализуют следующим образом.The control method of the pulse power converter is implemented as follows.

Предлагаемый способ управления импульсным силовым преобразователем основан на управлении импульсным силовым преобразователем в режиме среднего тока посредством использования двух петель обратной связи: внутренней по среднему току и внешней по напряжению, на базе силовых электрических цепей понижающего и повышающего напряжения.The proposed method for controlling a pulse power converter is based on controlling a pulse power converter in the medium current mode by using two feedback loops: internal for average current and external for voltage, based on power electrical circuits of step-down and step-up voltage.

На вход импульсного силового преобразователя приходит постоянное напряжение Vin. Управление импульсным силовым преобразователем реализовано через обратную связь по напряжению и току. Датчик тока 1 измеряет ток, который течет через индуктор 2 (фиг.1). Сигнал тока поступает на усилитель сигнала ошибки по току, включающий первый операционный усилитель 3 и первую RC-цепочку 4, 5, 6 частотной коррекции обратной связи по току для обеспечения устойчивой работы системы в целом. Таким образом, на вход первого операционного усилителя 3 поступают сигнал напряжения Vis, пропорциональный току в индукторе 2, и опорный сигнал напряжения Vset. Значение сигнала напряжения Vset формируется в зависимости от значения опорного напряжения Vref1, значения опорного напряжения Vref2 и текущего значения напряжения Vout на выходе импульсного силового преобразователя, формирующегося на нагрузке 7, в качестве которой может служить аккумуляторная батарея. Напряжение Vout после делителя напряжения, содержащего резисторы 8 и 9, поступает на усилитель ошибки по напряжению, содержащий второй операционный усилитель 10 и вторую корректирующую RC-цепочку 11, 12 частотной коррекции, где сравнивается с опорным значением напряжения Vref1. Второй операционный усилитель 10 формирует сигнал ошибки Е, который вместе с установленным опорным значением напряжения Vref2 поступает на вход мультиплексора принудительного переключения между режимами стабилизации тока и напряжения, содержащего понижающий резистор 13, третий операционный усилитель 14 и силовой диод 15. Если сигнал ошибки Е больше значения Vref1, то силовой диод 15 открыт, мультиплексор принудительного переключения между режимами стабилизации тока и напряжения работает как повторитель, и сигнал напряжения Vset равен сигналу напряжения Vref1. В этом случае импульсный силовой преобразователь работает как стабилизатор тока.A constant voltage Vin is supplied to the input of the pulsed power converter. The control of the pulse power converter is implemented through voltage and current feedback. The current sensor 1 measures the current that flows through the inductor 2 (figure 1). The current signal is fed to the current error signal amplifier, which includes the first operational amplifier 3 and the first RC circuit 4, 5, 6 of the current feedback frequency correction to ensure stable operation of the system as a whole. Thus, the input of the first operational amplifier 3 receives a voltage signal Vis, which is proportional to the current in the inductor 2, and a reference voltage signal Vset. The value of the voltage signal Vset is formed depending on the value of the reference voltage Vref1, the value of the reference voltage Vref2 and the current value of the voltage Vout at the output of the switching power converter, which is formed on the load 7, which can be a storage battery. The voltage Vout after the voltage divider containing resistors 8 and 9 is fed to the voltage error amplifier containing the second operational amplifier 10 and the second frequency correction RC circuit 11, 12, where it is compared with the reference voltage value Vref1. The second operational amplifier 10 generates an error signal E, which, together with the set reference voltage Vref2, is input to the multiplexer for forced switching between current and voltage stabilization modes, containing a step-down resistor 13, a third operational amplifier 14 and a power diode 15. If the error signal E is greater than the value Vref1, then the power diode 15 is open, the forced switching multiplexer between the current and voltage stabilization modes works as a follower, and the voltage signal Vset is equal to the voltage signal Vref1. In this case, the pulse power converter works as a current stabilizer.

Если сигнал ошибки Е меньше значения опорного напряжения Vref1, то силовой диод 15 закрыт и сигнал напряжения Vset равен Е, так как падением напряжения на понижающем резисторе 13 можно пренебречь. В этом случае импульсный силовой преобразователь работает как стабилизатор напряжения.If the error signal E is less than the value of the reference voltage Vref1, then the power diode 15 is closed and the voltage signal Vset is equal to E, since the voltage drop across the pull-down resistor 13 can be neglected. In this case, the pulse power converter works as a voltage stabilizer.

То есть после формирования сигнала обратной связи по среднему току осуществляют его сравнение с полученным установленным опорным значением напряжения Vset, которое может принимать значение как Vref1, так и Е, в результате принудительного переключения между режимами стабилизации тока и напряжения, тем самым контролируя режим среднего тока.That is, after the formation of the feedback signal on the average current, it is compared with the received set reference voltage value Vset, which can take on the value of both Vref1 and E, as a result of forced switching between the current and voltage stabilization modes, thereby controlling the average current mode.

Формирование сигнала обратной связи по току с выхода первого операционного усилителя 3 Veca одновременно осуществляют на дополнительно введенный второй широтно-импульсный модулятор 16 после вычитания из сигнала обратной связи по току фиксированного напряжения Vd, соизмеримого с разностью между максимальным и минимальным значениями пилообразного сигнала Vramp, посредством дополнительно введенного устройства вычитания напряжения 17, на выходе которого формируют управляющие импульсы повышающего напряжения нужной скважности посредством силовой электрической цепи повышающего напряжения, образованной дополнительно введенными вторым драйвером 18, вторым полевым транзистором 19 и вторым силовым диодом 20, идентичными силовым элементам в цепи понижения напряжения и выполняющими аналогичные функции. Практически значение напряжение Vd выбирается в диапазоне от 0,95 до 1,05 от значения Vramp. Диод 21, транзистор 22, индуктор 2 и конденсатор 25 образуют вместе повышающий преобразователь и в составе описываемого преобразователя осуществляют функцию повышения напряжения.The formation of the current feedback signal from the output of the first operational amplifier 3 Veca is simultaneously carried out to the additionally introduced second pulse-width modulator 16 after subtracting a fixed voltage Vd from the current feedback signal, commensurate with the difference between the maximum and minimum values of the sawtooth signal Vramp, by additionally the introduced voltage subtraction device 17, at the output of which control pulses of increasing voltage of the required duty cycle are formed by means of a power electric circuit of increasing voltage, formed by additionally introduced second driver 18, the second field-effect transistor 19 and the second power diode 20, identical to the power elements in the voltage reduction circuit and performing similar functions. In practice, the value of the voltage Vd is chosen in the range from 0.95 to 1.05 of the value of Vramp. The diode 21, the transistor 22, the inductor 2 and the capacitor 25 together form a step-up converter and, as part of the described converter, perform the function of boosting the voltage.

Сигнал с выхода первого операционного усилителя 3 Veca поступает как на широтно-импульсный модулятор 21, так и на второй широтно-импульсный модулятор 16-после вычитания из него фиксированного напряжения Vd. На входе широтно-импульсного модулятора 21 сигнал Veca сравнивается с пилообразным сигналом напряжения Vramp. На выходе широтно-импульсного модулятора 21 формируются управляющие импульсы понижающего напряжения нужной скважности, которые после драйвера 22 поступают на затвор полевого транзистора 23, который вместе с силовым диодом 24, индуктором 2 и сглаживающим конденсатором 25 формирует силовую электрическую цепь понижающего преобразователя (фиг.1). На выходе второго широтно-импульсного модулятора 16 формируются управляющие импульсы повышающего напряжения нужной скважности, которые после второго драйвера 18 поступают на затвор второго полевого транзистора 19, который вместе со вторым силовым диодом 20, индуктором 2 и сглаживающим конденсатором 25 формирует силовую электрическую цепь повышающего напряжения преобразователя (фиг.1).The signal from the output of the first operational amplifier 3 Veca is supplied to both the pulse-width modulator 21 and the second pulse-width modulator 16 after subtracting the fixed voltage Vd from it. At the input of the pulse-width modulator 21, the signal Veca is compared with the sawtooth voltage signal Vramp. At the output of the pulse-width modulator 21, control pulses of a step-down voltage of the required duty cycle are formed, which, after the driver 22, are fed to the gate of the field-effect transistor 23, which, together with the power diode 24, the inductor 2 and the smoothing capacitor 25, forms the power electrical circuit of the step-down converter (Fig.1) . At the output of the second pulse-width modulator 16, boost-voltage control pulses of the desired duty cycle are generated, which, after the second driver 18, are fed to the gate of the second field-effect transistor 19, which, together with the second power diode 20, the inductor 2, and the smoothing capacitor 25, forms the power circuit of the step-up voltage converter (figure 1).

Переключение между режимами понижения и повышения напряжения происходит автоматически исходя из уровней сигналов Veca, Vd и амплитуды пилообразного сигнала Vramp. При проектировании возможно заложить один из случаев: 1) когда размах пилы Vramp Vp меньше значения напряжения Vd, и 2) когда Vp > Vd.Switching between buck and boost modes is automatic based on the signal levels Veca, Vd and the amplitude of the sawtooth signal Vramp. When designing, it is possible to include one of the cases: 1) when the saw blade span Vramp Vp is less than the voltage value Vd, and 2) when Vp > Vd.

В первом случае (Vp меньше Vd фиг.2) в зависимости от величины сигналов с усилителей ошибки Veca и Veca - Vd реализуются либо режим прямого преобразования (то есть когда постоянно открытый транзистор 23 пропускает входное напряжение напрямую а второй полевой транзистор 19 - постоянно закрыт, либо режим понижения, либо режим повышения напряжения, что иллюстрируется соответственно, на фиг.2.In the first case (Vp is less than Vd figure 2), depending on the magnitude of the signals from the error amplifiers Veca and Veca - Vd, either the direct conversion mode is implemented (that is, when the permanently open transistor 23 passes the input voltage directly and the second field-effect transistor 19 is permanently closed, either a buck mode or a boost mode, as illustrated in FIG. 2, respectively.

Во втором случае ((Vp больше Vd фиг.3) можно та реализовать два описанных выше основных режима понижения и повышения напряжения. Но еще существует смешанный режим, когда оба силовых полевых транзистора 19, 23 находятся в переключательном режиме. С точки зрения потерь лучше реализовать первый случай и задать Vd > Vp, поскольку переключательные потери в смешанном режиме удваиваются. Но второй случай имеет преимущество в более плавной регулировке управления режимами благодаря отсутствию мертвой зоны, то есть зоны шириной равной (Vd - Vp) (фиг.2), в которой изменение сигнала ошибки Veca не приводит к изменению скважностей импульсов управления полевым транзистором 23 и вторым полевым транзистором 19.In the second case ((Vp greater than Vd figure 3), it is possible to implement the two main modes of lowering and increasing the voltage described above. But there is still a mixed mode, when both power field effect transistors 19, 23 are in switching mode. From the point of view of losses, it is better to implement the first case and set Vd > Vp, since the switching losses in mixed mode are doubled.But the second case has the advantage of smoother adjustment of the mode control due to the absence of a dead zone, that is, a zone with a width equal to (Vd - Vp) (Fig.2), in which a change in the error signal Veca does not lead to a change in the duty cycle of the control pulses of the field effect transistor 23 and the second field effect transistor 19.

Благодаря наличию петель обратной связи в импульсном силовом преобразователе: 1) по току, образованной датчиком среднего тока 1 и усилителем ошибки по току, включающем первый операционный усилитель 3 и первую RC-цепочку 4, 5, 6 частотной коррекции обратной связи по току, и 2) по напряжению, образованной делителем напряжения, содержащим резисторы 8,9, усилителем ошибки по напряжению, содержащем второй операционный усилитель 10 и вторую RC-цепочку 11, 12 частотной коррекции, и мультиплексором принудительного переключения между режимами стабилизации тока и напряжения, содержащем понижающий резистор 13, третий операционный усилитель 14 и силовой диод 15, предложенное техническое решение позволяет независимо и с высокой точностью устанавливать и контролировать как средний ток импульсного силового преобразователя, так и напряжение на выходе импульсного силового преобразователя. Для формирования необходимой передаточной функции замкнутой системы управления в петле обратной связи по току введена первая RC-цепочка 4, 5, 6 и вторая RC-цепочка 11, 12 частотной коррекции в петле обратной связи по напряжению.Due to the presence of feedback loops in the switching power converter: 1) by current, formed by the average current sensor 1 and the current error amplifier, including the first operational amplifier 3 and the first RC circuit 4, 5, 6 of the current feedback frequency correction, and 2 ) by voltage, formed by a voltage divider containing resistors 8,9, a voltage error amplifier containing a second operational amplifier 10 and a second RC circuit 11, 12 frequency correction, and a forced switching multiplexer between current and voltage stabilization modes, containing a step-down resistor 13 , the third operational amplifier 14 and the power diode 15, the proposed technical solution allows you to independently and with high accuracy set and control both the average current of the pulse power converter and the voltage at the output of the pulse power converter. To form the necessary transfer function of a closed-loop control system in the current feedback loop, the first RC chain 4, 5, 6 and the second frequency correction RC chain 11, 12 are introduced in the voltage feedback loop.

Данная система управления может эффективно работать в импульсных силовых преобразователях напряжения понижающего и повышающего типа в режиме среднего тока, используемых для зарядки литиевых аккумуляторных батарей на борту летательных аппаратов с гибридной силовой установкой, что обусловлено двухстадийным процессом зарядки литиево-ионных аккумуляторов (фиг.4). На начальной стадии I аккумулятор заряжается при постоянном токе и напряжение на аккумуляторной батарее постепенно нарастает. При достижении заданного напряжения на стадии II зарядка продолжается при постоянном напряжении и сопровождается постепенным спадом тока зарядки.This control system can effectively work in switching power converters of voltage step-down and step-up type in the medium current mode used to charge lithium batteries on board aircraft with a hybrid power plant, due to the two-stage process of charging lithium-ion batteries (figure 4). At the initial stage I, the battery is charged at constant current and the voltage on the battery gradually increases. When the predetermined voltage is reached in stage II, charging continues at a constant voltage and is accompanied by a gradual decrease in the charging current.

При необходимости, выходной сигнал обратной связи по напряжению импульсного силового преобразователя может быть дополнительно скомбинирован с сигналом обратной связи по среднему току.If necessary, the voltage feedback output of the switching power converter can be further combined with the average current feedback signal.

При необходимости, можно ограничивать искажение выходных сигналов в петле обратной связи по напряжению и в петле обратной связи по току посредством ограничения изменения полосы пропускания сигналов в петле обратной связи по напряжению и в петле обратной связи по току.If necessary, you can limit the distortion of the output signals in the voltage feedback loop and in the current feedback loop by limiting the change in the bandwidth of the signals in the voltage feedback loop and in the current feedback loop.

При необходимости, можно формировать импульсы определенной длительности посредством второго широтно-импульсного модулятора 16 и широтно-импульсного модулятора 21 в зависимости от уровня сигнала ошибки на входе второго широтно-импульсного модулятора 16 и широтно-импульсного модулятора 21.If necessary, it is possible to generate pulses of a certain duration by means of the second pulse-width modulator 16 and pulse-width modulator 21, depending on the level of the error signal at the input of the second pulse-width modulator 16 and pulse-width modulator 21.

Предложенный способ может быть применен при управлении многофазным импульсным силовым преобразователем, когда импульсный силовой преобразователь служит фазой более мощного понижающего-повышающего преобразователя (фиг.5). В этом случае сигналы токов Vis различны и измеряются в каждой фазе отдельно, а сигнал напряжения на входе первого операционного усилителя Vset является общим для всех фаз, что обеспечивает точный баланс токов в разных фазах (каналах) преобразователя. Все фазы подключают к выходу в одной точке.The proposed method can be applied when controlling a multi-phase pulse power converter, when the pulse power converter serves as a phase of a more powerful buck-boost converter (Fig.5). In this case, the current signals Vis are different and are measured in each phase separately, and the voltage signal at the input of the first operational amplifier Vset is common for all phases, which provides an accurate balance of currents in different phases (channels) of the converter. All phases are connected to the output at one point.

На основании вышеизложенного новый достигаемый технический результат предполагаемого изобретения обеспечивается следующими по сравнению с прототипом техническими преимуществами.Based on the foregoing, the new achievable technical result of the proposed invention is provided by the following technical advantages compared to the prototype.

1. Достигается повышение стабильности управления импульсным силовым преобразователем напряжения понижающего и повышающего типа при зарядке аккумуляторной батареи по току не менее чем на 1000%, что обеспечивает нормальный процесс заряда батареи, например, на борту летательного аппарата, при обеспечении высокого отношения мощности преобразователя к его массе и его высокой эффективности за счет работы транзисторов на частоте сотни кГц и использовании в схеме управления преобразователем режима среднего тока с возможностью стабилизации как напряжения, так и тока.1. An increase in the stability of the control of a step-down and step-up voltage switching power converter is achieved when the battery is charged at a current of at least 1000%, which ensures a normal battery charging process, for example, on board an aircraft, while ensuring a high ratio of converter power to its mass and its high efficiency due to the operation of transistors at a frequency of hundreds of kHz and the use of an average current mode in the control circuit of the converter with the possibility of stabilizing both voltage and current.

2. Обеспечивается более высокая (не менее чем на 10%) эффективность работы импульсного силового преобразователя напряжения понижающего и повышающего типа за счет работы транзисторов на частоте сотни кГц и использовании в схеме управления ключами режима среднего тока с возможностью стабилизации как напряжения, так и тока.2. A higher (not less than 10%) efficiency of the operation of a step-down and step-up switching power converter is provided due to the operation of transistors at a frequency of hundreds of kHz and the use of an average current mode in the key control circuit with the possibility of stabilizing both voltage and current.

3. Продлевается срок службы аккумуляторных батарей при заряде с импульсного силового преобразователя посредством предлагаемого способа управления за счет оптимизации тока заряда не менее чем на 10%.3. The service life of batteries is extended when charging from a pulsed power converter by means of the proposed control method by optimizing the charge current by at least 10%.

4. Обеспечивается более высокое (не менее чем на 5%) отношение мощности импульсного силового преобразователя напряжения понижающего и повышающего типа к его массе за счет оптимизации работы транзисторов на частоте сотни кГц и использования в схеме управления ключами режима среднего тока с возможностью стабилизации как напряжения, так и тока.4. A higher (at least 5%) ratio of the power of a step-down and step-up type pulse power converter to its mass is provided by optimizing the operation of transistors at a frequency of hundreds of kHz and using an average current mode in the key control circuit with the possibility of stabilizing both voltage, so is the current.

5. Улучшается переходная характеристика при резком изменении режима работы не менее чем на 5% за счет применения режима среднего тока для управления понижающим-повышающим преобразователем напряжения.5. The transient response is improved with a sharp change in the operating mode by at least 5% due to the use of the average current mode to control the buck-boost voltage converter.

Используемые источникиSources used

1. Zhang Y. et al. Model and control for supercapacitor-based energy storage system for metro vehicles, Electrical Machines and Systems, ICEMS 2008, p.2695-2697.1. Zhang Y. et al. Model and control for supercapacitor-based energy storage system for metro vehicles, Electrical Machines and Systems, ICEMS 2008, p.2695-2697.

2. Lu Y., Hess H. L., Edwards D. B. Adaptive control of an ultracapacitor energy storage system for hybrid electric vehicles, IEMDC'07, vol. 1, p.129-133.2. Lu Y., Hess H. L., Edwards D. B. Adaptive control of an ultracapacitor energy storage system for hybrid electric vehicles, IEMDC'07, vol. 1, p.129-133.

3. Bradley Т. H. et al. Test results for a fuel cell-powered demonstration aircraft: SAE Technical Paper, 2006, 01-3092.3. Bradley T. H. et al. Test results for a fuel cell-powered demonstration aircraft: SAE Technical Paper, 2006, 01-3092.

4. Sharpe J. E. et al.: Modelling the potential of adsorbed hydrogen for use in aviation, Microporous and Mesoporous Materials, vol. 209, p.135-140.4. Sharpe J. E. et al.: Modeling the potential of adsorbed hydrogen for use in aviation, Microporous and Mesoporous Materials, vol. 209, p.135-140.

5. Verstraete D. Long range transport aircraft using hydrogen fuel, International Journal of Hydrogen Energy, vol. 38, no. 34, p.14824-14831.5. Verstraete D. Long range transport aircraft using hydrogen fuel, International Journal of Hydrogen Energy, vol. 38, no. 34, p.14824-14831.

6. Варюхин A.H., Гордин M.B., Дутов A.B., Мошкунов С.И., Хомич В.Ю., Шершунова Е.А. Мощный импульсный преобразователь постоянного тока на карбид-кремниевых транзисторах // Прикладная физика. 2021. №1. С.75-81.6. Varyukhin A.N., Gordin M.V., Dutov A.V., Moshkunov S.I., Khomich V.Yu., Shershunova E.A. Powerful pulse DC converter based on silicon carbide transistors // Applied Physics. 2021. 1. pp.75-81.

7. Варюхин А.Н., Гордин М.В., Захарченко B.C., Маланичев В.Е., Малашин М.В., Мошкунов С.И., Небогаткин С.В., Хомич В.Ю., Шершунова Е.А. Силовой многофазный импульсный преобразователь для гибридных летательных аппаратов // Известия Российской академии наук. Энергетика. 2019. №6. С.121-129.7. Varyukhin A.N., Gordin M.V., Zakharchenko B.C., Malanichev V.E., Malashin M.V., Moshkunov S.I., Nebogatkin S.V., Khomich V.Yu., Shershunova E. A. Power multiphase pulse converter for hybrid aircraft // Izvestia of the Russian Academy of Sciences. Energy. 2019. No. 6. pp.121-129.

8. Варюхин А.Н., Захарченко B.C., Гелиев А.В., Гордин М.В., Киселев И.О., Журавлев Д.И., Загуменов Ф.А., Казаков А.В., Вавилов В.Е. Формирование обликов электрической силовой установки для сверхлегкого пилотируемого самолета // Авиационные двигатели. 2020. №3(8). С.5.8. Varyukhin A.N., Zakharchenko B.C., Geliev A.V., Gordin M.V., Kiselev I.O., Zhuravlev D.I., Zagumenov F.A., Kazakov A.V., Vavilov V. E. Formation of the appearance of an electric power plant for an ultralight manned aircraft // Aviation engines. 2020. No. 3(8). C.5.

9. Шершунова Е.А., Мошкунов С.И., Варюхин А.Н., Гордин М.В. Четырехфазный импульсный преобразователь постоянного напряжения для применения в составе гибридных и электрических силовых установок летательных аппаратов. Тезисы 19-й Международной Конференции «Авиация и Космонавтика». 2020. С.232-233.9. Shershunova E.A., Moshkunov S.I., Varyukhin A.N., Gordin M.V. Four-phase pulsed DC voltage converter for use in hybrid and electric power plants of aircraft. Abstracts of the 19th International Conference "Aviation and Cosmonautics". 2020. S.232-233.

10. Патент RU 2617991, 2017, МКИ Н02М 3/158, Н02М 1/088, G05F 1/565.10. Patent RU 2617991, 2017, MKI H02M 3/158, H02M 1/088, G05F 1/565.

11. Патент RU 2766320, 2022, МКИ G05F 1/56.11. Patent RU 2766320, 2022, MKI G05F 1/56.

Claims (5)

1. Способ управления импульсным силовым преобразователем в режиме среднего тока, включающий измерение тока в электрической цепи тока нагрузки в импульсном силовом преобразователе, формирование сигнала обратной связи по току, интегрирование сигнала обратной связи по току, формирование сигнала обратной связи по среднему току, контроль режима среднего тока импульсного силового преобразователя принудительным переключением между режимами стабилизации тока и понижающего напряжения посредством мультиплексора, сформированного резистором, операционным усилителем и силовым диодом, сравнение значения сигнала понижающего напряжения, пропорционального току в индукторе, формирующим совместно с коммутационным устройством, содержащим полевой транзистор, электрическую цепь понижающего напряжения импульсного силового преобразователя, с установленным опорным значением напряжения, полученным в результате контроля режима среднего тока импульсного силового преобразователя, управление широтно-импульсным модулятором с использованием сигнала среднего тока и переключением в импульсном силовом преобразователе с выхода широтно-импульсного модулятора, формирующего управляющие импульсы понижающего напряжения нужной скважности, посредством драйвера поступающие на затвор полевого транзистора, отличающийся тем, что формирование сигнала обратной связи по току одновременно осуществляют на дополнительно введенный второй широтно-импульсный модулятор после вычитания из сигнала обратной связи по току фиксированного напряжения посредством дополнительно введенного устройства вычитания напряжения, на выходе которого формируют управляющие импульсы повышающего напряжения нужной скважности посредством силовой цепи повышающего напряжения, образованной индуктором и дополнительно введенными вторым полевым транзистором, вторым силовым диодом и сглаживающим конденсатором.1. A method for controlling a pulse power converter in the medium current mode, including measuring the current in the electrical circuit of the load current in the pulse power converter, generating a current feedback signal, integrating the current feedback signal, generating an average current feedback signal, monitoring the average current mode current of the pulse power converter by forced switching between the modes of current stabilization and step-down voltage by means of a multiplexer formed by a resistor, an operational amplifier and a power diode, comparing the value of the step-down voltage signal proportional to the current in the inductor, which together with a switching device containing a field-effect transistor, an electric step-down voltage circuit switching power converter, with a set voltage reference obtained by monitoring the average current mode of the switching power converter, pulse width mode control using a medium current signal and switching in a pulse power converter from the output of a pulse-width modulator that generates control pulses of a step-down voltage of the required duty cycle, which are fed to the gate of a field-effect transistor by means of a driver, characterized in that the formation of a current feedback signal is simultaneously carried out on an additional input the second pulse-width modulator after subtracting a fixed voltage from the current feedback signal by means of an additionally introduced voltage subtraction device, at the output of which control pulses of increasing voltage of the required duty cycle are formed by means of a boosting voltage power circuit formed by an inductor and additionally introduced by a second field-effect transistor, a second power diode and a smoothing capacitor. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что выходной сигнал обратной связи по напряжению импульсного силового преобразователя дополнительно комбинируют с сигналом обратной связи по среднему току.2. The method according to claim 1, characterized in that the voltage feedback output signal of the switching power converter is additionally combined with an average current feedback signal. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что ограничивают искажение выходных сигналов в петле обратной связи по напряжению и в петле обратной связи по току посредством ограничения изменения полосы пропускания сигналов в петле обратной связи по напряжению и в петле обратной связи по току.3. The method of claim. 1, characterized in that the distortion of the output signals in the voltage feedback loop and in the current feedback loop is limited by limiting the change in the bandwidth of the signals in the voltage feedback loop and in the current feedback loop. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что формируют импульсы определенной длительности посредством широтно-импульсного модулятора в зависимости от уровня входного сигнала ошибки.4. The method according to claim 1, characterized in that pulses of a certain duration are generated by means of a pulse-width modulator depending on the level of the error input signal. 5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при управлении многофазным импульсным силовым преобразователем сигналы токов формируют различными и измеряют их в каждой фазе отдельно, а сигнал напряжения на входе первого операционного усилителя формируют общим для всех фаз.5. The method according to claim 1, characterized in that when controlling a multi-phase pulse power converter, the current signals are formed differently and measured in each phase separately, and the voltage signal at the input of the first operational amplifier is formed common to all phases.
RU2022114304A 2022-05-27 Method for controlling a pulsed power converter in medium current mode RU2791909C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2791909C1 true RU2791909C1 (en) 2023-03-14

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6509722B2 (en) * 2001-05-01 2003-01-21 Agere Systems Inc. Dynamic input stage biasing for low quiescent current amplifiers
US7495419B1 (en) * 2006-04-03 2009-02-24 National Semiconductor Corporation Apparatus and method for PFM buck-or-boost converter with smooth transition between modes
US9343964B2 (en) * 2013-03-29 2016-05-17 Virginia Tech Intellectual Properties, Inc. I2 average current mode (ACM) control for switching power converters
RU2617991C2 (en) * 2012-01-06 2017-05-02 Филипс Лайтинг Холдинг Б.В. Voltage converter with separate circuits of combined conversion
RU2766320C1 (en) * 2021-08-20 2022-03-15 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Method for controlling a switching power buck converter in medium current mode
RU2767050C1 (en) * 2021-08-20 2022-03-16 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Pulsed power step-down converter control system in medium current mode

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6509722B2 (en) * 2001-05-01 2003-01-21 Agere Systems Inc. Dynamic input stage biasing for low quiescent current amplifiers
US7495419B1 (en) * 2006-04-03 2009-02-24 National Semiconductor Corporation Apparatus and method for PFM buck-or-boost converter with smooth transition between modes
RU2617991C2 (en) * 2012-01-06 2017-05-02 Филипс Лайтинг Холдинг Б.В. Voltage converter with separate circuits of combined conversion
US9343964B2 (en) * 2013-03-29 2016-05-17 Virginia Tech Intellectual Properties, Inc. I2 average current mode (ACM) control for switching power converters
RU2766320C1 (en) * 2021-08-20 2022-03-15 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Method for controlling a switching power buck converter in medium current mode
RU2767050C1 (en) * 2021-08-20 2022-03-16 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) Pulsed power step-down converter control system in medium current mode

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108574411B (en) Dual-port stable control method and control circuit for bidirectional DC/DC power converter
Nahavandi et al. A nonisolated multiinput multioutput DC–DC boost converter for electric vehicle applications
US6590370B1 (en) Switching DC-DC power converter and battery charger for use with direct oxidation fuel cell power source
Qian et al. An integrated four-port DC/DC converter for renewable energy applications
Sato et al. Nonisolated multiport converters based on integration of PWM converter and phase-shift-switched capacitor converter
Yuhimenko et al. DC active power filter-based hybrid energy source for pulsed power loads
Tran et al. Design of a nonisolated fuel cell boost charger for lithium polymer batteries with a low output ripple
Hu et al. A full-bridge three-port converter for renewable energy application
Kacetl et al. Design and analysis of modular multilevel reconfigurable battery converters for variable bus voltage powertrains
Battula et al. Analysis and dual-loop PI control of bidirectional quasi Z-source DC-DC converter
Samosir et al. Dynamic evolution control of bidirectional DC-DC converter for interfacing ultracapacitor energy storage to Fuel Cell Electric Vehicle system
Xu et al. A two-stage pulsed power supply with ultra-fast dynamic response and low input current ripple for low-frequency pulsed loads
Nagata et al. Multi-port converter integrating two PWM converters for multi-power-source systems
RU2791909C1 (en) Method for controlling a pulsed power converter in medium current mode
RU2791577C1 (en) Pulse power converter control system in medium current mode
US11616441B2 (en) Transformerless partial power converter (PPC) for the DC-DC stage of rapid-charging stations for electric vehicles (EV)
RU2766320C1 (en) Method for controlling a switching power buck converter in medium current mode
Saadi et al. Implementation and dual loop control of two phases interleaved boost converter for fuel cell applications
RU2767050C1 (en) Pulsed power step-down converter control system in medium current mode
Namburi et al. Fast transient response of GaN-based hybrid Dickson converter using quasi-fixed-frequency control for 48-V-to-1-V direct conversion in automotive applications
Ehrhart et al. Adaptive pulse skipping and adaptive compensation capacitance techniques in current-mode buck-boost DC-DC converters for fast transient response
Hassoune et al. An Improved Approach of Control for a Battery Charger Based Forward Converter and SEPIC
Rao et al. Analysis, Design and Simulation of Non-Inverting Buck-Boost DC-DC Converter for Battery Charging
Basu et al. Modeling and control of a multiport converter based integrated on-board charger for electric vehicle powertrains
Kamel et al. State-of-charge control with series output connected dc-dc modules in active battery management systems