基于LC吸收电路的耦合电感高升压增益变换器

提出一种带无源无损LC吸收电路的耦合电感高增益升压变换器,采用电容、电感和二极管组成的无源吸收电路网络,回收了变换器中漏感能量,同时抑制了开关管两端的电压尖峰,从而减小了开关管的电压应力。与传统有源箝位或无源吸收电路相比,具有LC吸收电路的耦合电感Boost变换器的输入电流连续,简化了输入滤波器的设计。同时,该变换器仅有一个开关管,且通过调节耦合电感变比可实现高升压增益特性,在新能源领域具有广泛的应用前景。文中详细分析了该变换器的工作原理及工作特性,最后通过搭建一台100 W、45 V/200 V的实验样机,验证了理论分析的正确性。     

推挽逆变器开关吸收电路研究

提出一种适用于推挽式逆变器的有源低损吸收电路。通过加入二极管、电容和辅助开关使吸收电路以极其简单的工作模式发挥了良好的性能。主开关关断时,吸收模块为回路电感的放电提供续流旁路,吸收电压尖峰;辅助开关导通时,吸收电容的能量将回馈至直流电源。结合Matlab/Simulink仿真结果,分析了吸收电路的工作原理和参数的选取依据,并实验验证了吸收电路的有效性。     

一种高增益交错耦合电感DC/DC变换器

提出了一种高增益交错耦合电感DC-DC变换器,采用二极管、电容和电感构建无源吸收网络,回收再利用漏感能量,开关管的开关电压尖峰得到抑制,进而减小了开关管的电压应力;选用导通阻抗低的MOSFET,降低开关损耗,改善变换器效率。将2个电容和2个耦合电感副边相结合,1个导通周期内,当电容并联导通时,储存在耦合电感中的能量给电容充电;当电容串联导通时,将能量释放给输出端,从而获得高增益。此外,二极管的反向恢复问题得到有效抑制;交错并联控制抑制了输入电流纹波,变换器性能得到改善。对电路的操作原理和模态变化作了详细分析,最后搭建了1台300 W、20 V/240 V的实验样机,验证了理论分析的正确性。     

含耦合电感倍压单元的高增益DC/DC变换器

提出一种含耦合电感倍压单元的高增益DC/DC变换器。变换器的电压增益可通过调节耦合电感的匝比得到进一步提升。由输入电感和辅助电容可组成输入电流纹波吸收电路,通过合理配置电容参数可实现输入电流的零纹波,从而可降低滤波电感体积。变换器引入耦合电感倍压单元后,开关管不直接箝位于输出高电压,因此可实现开关管的低电压应力。此外,由箝位二极管和储能电容形成的电压尖峰吸收电路可有效降低漏感引发的开关管电压尖峰。分析了变换器的工作机理和稳态特性,并推导了零输入电流纹波满足条件和参数优化方案。最后,通过一台功率为100 W的实验样机进行了可行性验证。     

具有开关电容单元的电感集成Boost变换器

为提高传统Boost变换器的电压增益,降低开关管电压应力,减小变换器损耗,将开关电容和开关电感应用在传统Boost变换器中,提出一种具有开关电容单元的电感集成Boost变换器。利用开关电感与开关电容替代传统Boost变换器中的储能电感与滤波电容,并对开关电感进行了耦合集成。分析了变换器的工作模态,推导得到了变换器电压增益表达式,并研究了电感串联等效电阻对变换器电压增益的影响;分析了开关管电压应力与电感电流纹波的大小。与传统Boost变换器相比,具有开关电容单元的电感集成Boost变换器的电压增益增加一倍,开关管电压应力减小了一半,电流纹波减小接近1/2。样机实验结果验证了理论分析的正确性,表明具有开关电容单元的电感集成Boost变换器具有优良的综合性能。     

一种新型吸收电路在光伏逆变器中的应用

在分析了光伏逆变器对吸收电路需求的基础上,结合传统IGBT逆变器吸收电路的特点和工作原理,提出了一种新型吸收电路.新型吸收电路通过在放电回路中使用电感元件,能够在不降低过电压吸收效果的前提下,极大缩短吸收电容放电时间.另外,新型吸收电路没有使用明显的耗能元件,所以功耗更低,效率更高,满足了光伏逆变器高频化、电压等级和功...     

耦合电感与开关电容集成的高升压增益变换器

针对新能源发电单元并网时输出电压低的问题,提出了一种新型的高升压增益非隔离变换器.采用脉宽调制策略,研究了耦合电感、开关电容与传统boost升压变换器的结合策略,实现了变换器(2n+1)/(1-2D)的输出电压增益.所提拓扑将开关电容串进励磁电感的充电回路,使单个耦合电感倍压单元的升压系数提升为2n;因开关电容与滤波电感串联,解决了开关过程中冲击电流的问题;耦合电感中寄生漏感的能量由开关电容所吸收,避免了电压尖峰问题并降低了开关管的电压应力.分析并讨论了电路的工作原理、稳态特性与功率损耗,设计了200 W 20 V/200 V的实验样机验证理论分析的正确性与可行性.     

采用开关电容/开关电感的多电平逆变器拓扑研究综述

多电平逆变器具有器件应力小、谐波含量少、等效开关频率低等优点,广泛应用于中高压大容量电能变换场合。该文对采用开关电容/开关电感的多电平逆变器进行分析总结,为构造具有器件数量少、电容电压/电感电流自平衡等特点的高性能多电平逆变器提供思路。文章首先介绍开关电容、开关电感基本单元的构成形式和工作原理,分别从直流侧和交流侧举出开关电容/电感与多电平结合的例子。根据电容/电感、串联/并联等对偶性,从可充当独立电压源的开关电容基本单元出发给出可充当独立电流源的开关电感基本单元,实现了对现有电流源型拓扑的优化。最后给出替代组合、对偶推广等构造新多电平拓扑的方法,并指出开关电容/电感谐振单元实现谐振软开关的思路。     

浅谈互电感网络的对偶网路--互电容网络

从电路理论对偶原理出发,分析论证了互感网络的对偶网路、互电容的概念及互电容与互电感的对偶关系,并探讨了互电容的去耦等效电路。     

一种高效、高升压电压比单开关直流升压变换器

在基本升压变换器的基础上引入耦合电感和开关电容倍压单元,研究了一种高增益升压变换器。该变换器具有以下特点:①相对于传统的耦合电感Boost变换器,其电压增益得到了有效提高;②耦合电感的一次侧采用无源吸收电路,既具有吸收耦合电感漏感能量的功能,又可以提高变换器的电压增益,有利于扩展开关管的工作占空比范围;③在耦合电感的二次侧采用开关电容倍压单元,既能进一步提高变换器的电压增益,又使功率器件的电压应力钳位在较低的电压水平,因此可以选择低导通电阻、低电压等级的开关器件,有利于提高变换器的效率。详细分析了该变换器的工作原理及稳态特性,最后搭建了一台实验样机,验证了理论分析的正确性。     

带开关电容网络的交错并联磁集成电感Boost变换器

针对传统交错并联Boost变换器电压增益低、开关管电压应力高、电感电流纹波大等问题,提出一种新型交错并联Boost变换器。该变换器用2个开关电感单元分别代替储能电感L₁和L₂,并对开关电感进行耦合集成,在此基础上增加了1个二极管和2个电容构成开关电容网络。分析了变换器在不同占空比下的工作模态,推导了电压增益公式,分析了开关管电压应力和电感电流纹波的大小。与传统交错并联Boost变换器相比,该变换器性能得到明显提升,尤其在占空比D>0.5的情况下电压增益是传统交错并联Boost变换器的3（1+D）倍,开关管的电压应力减小了2/3,电感电流纹波也减小近一半。最后实验验证了理论分析的正确性。表明带开关电容网络的交错并联磁集成电感Boost变换器有着优良的工作性能。     

一种低损耗馈能式有源箝位电路

提出一种由二极管、箝位电容、单管直流变换器及其控制电路构成的低损耗馈能式箝位电路。根据箝位电容电压幅值来控制单管直流变换器向电路馈能,只有当箝位电容电压超过设定最高值时,单管直流变换器才馈能工作,其余时间箝位电容充分吸收功率管关断时分布电感的转移能量。单管直流变换器在间歇性脉冲工作方式下获得了更高的工作效率。分析了电路的工作过程及设计注意事项,最后通过实验证明了电路的有效性。     

用于太阳能和风力发电系统并网LCL滤波器的分析和设计

针对太阳能和风力发电系统中频繁用到的并网LCL滤波器,建立其数学模型,详细分析LCL滤波器网络各项参数的特性,提出设计的限制条件,推导出系统中滤波电感和滤波电容之间的关系式,进而推算出电感和电容值,同时分析了滤波电容增加阻尼电阻对系统性能的影响。仿真结果表明,设计的LCL滤波器可以完成在新能源行业中优质并网的要求,也验证了理论分析的正确性。     

耦合电感倍压单元的高增益DC/DC变换器

根据二次型Boost变换器、耦合电感和倍压单元,提出耦合电感倍压单元高增益DC/DC变换器。通过在后级Boost电路单元中引入耦合电感,以降低开关管的电压应力;耦合电感次级连接倍压单元,通过输出端叠加以提高变换器的电压增益。由二极管和电容组成的无源无损吸收电路可减少由漏感引起的开关管两端的电压尖峰。详细分析了该变换器的工作原理及工作特性。最后,通过实验结果验证了理论分析的正确性。     

混合储能脉冲电源中电容重复利用方案设计及仿真

在基于超导电感-电容混合储能脉冲电源中,两个储能电感比值较大时转换电容的容量要求也较大,降低了超导储能的体积优势。针对这一问题,本文分析了转换电容对单模块电路工作特性的影响,提出了多模块超导电感-电容混合储能脉冲电源电路共用一个转换电容支路的设计思路,并以三模块为例对同时放电和延时放电模式进行了仿真验证。仿真结果表明:多模块超导电感-电容混合储能脉冲电源电路可以共用一个转换电容支路,两种放电模式对负载电流脉冲都进行了改进,但同时放电模式进一步降低了超导储能的优势,而延时放电模式可大幅提高超导储能的优势。     

双向可逆PWM交流稳压电源主电路设计

双向可逆PWM控制补偿型稳压电源具有稳压精度高、效率高、体积小等优点。为了保证电源质量,主电路结构中电感、电容等参数的确定至关重要。通过对电路工作情况的分析,从滤波的角度出发,给出了主电路电感、电容等参数的详细计算公式,并举例计算。计算参数时,为减小体积,在满足要求时,滤波电感取小值,电容取大值;直流侧平波电容要按逆变时直流电压升高限幅来选取,为保持稳压精度,此电容尽可能取大值。     

基于断路开关的准方波输出脉冲功率源

为了改善电感储能脉冲功率源的输出波形,提出一种基于电爆炸金属丝断路开关的准方波输出脉冲功率源。该脉冲源以脉冲电容器为初始储能源,通过脉冲形成网络对电爆炸金属丝开关放电,当电流达到峰值附近时,电爆炸金属丝开关断开,将能量切换到负载上。由于脉冲形成网络中电感电流不能突变,所以负载上能得到数倍于初始储能电容充电电压的脉冲输出;由于脉冲形成网络中电容的续流作用,所以负载上能得到准方波脉冲输出。通过理论分析和电路仿真分析,确定了脉冲形成网络的电感电容级数和爆炸丝参数。对功率源进行了实验验证,实验结果表明:在1μF初始充电电容充电32 kV时,在10Ω负载上得到电压幅值83 kV,半高宽279 ns,90%平顶172 ns左右的脉冲输出,证明了该原理的脉冲功率源可行性。     

同步发电机不对称运行方式的射影分析

用网络射影分析法分析了同步发电机的各种不对称短路。对网络的动态射影问题作了探讨,给出了纯电阻、纯电容和纯电感网络的射影公式。图3,参12。     

应用于光伏发电的开关电感电容DC-DC变换器

通过将开关电感电容单元引入交错并联Boost变换器,提出了一种高增益开关电感电容组合Boost拓扑交错并联DC-DC变换器,同时将变换器中的4个电感进行了磁集成,分析了变换器的工作模态,对变换器的工作性能进行分析,推导得到了变换器的电压增益和开关管的电压应力;具体分析了电感集成后的等效稳态电感和等效暂态电感,给出了基于变换器电感电流稳态电流纹波和动态响应的耦合电感设计准则,最后通过实验验证的方式,证明了理论分析的正确性.     

基于SiC器件的三电平半桥单电感均压电路

针对辅助变流器中充电机输入端支撑电容电压不均衡导致变压器出现磁饱和的问题,研究一种基于Si C MOSFET器件的单电感均压电路。对单电感均压电路的4种工作模态进行分析,通过两个开关管的互补导通,利用电感实现能量在支撑电容之间的重新分配,可实现支撑电容电压的均衡。对单电感均压电路的3种典型开关状态类型进行分析,并根据其开关状态类型计算单电感均压电路电感选取范围。仿真和小功率实验结果表明单电感均压电路具有较强的均压能力。