一种新型的正激并网微逆变器

反激并网微逆变器存在输出电流纹波较大、入网电流与电网电压有相位差和功率容量较小等问题。针对以上问题,本文提出了一种基于正激变换器的并网微逆变器拓扑结构及其控制策略。原边采用双管正激电路,减小了开关管的应力,同时实现了变压器的磁芯复位;引入LCD箝位电路,实现了原边开关管的软开关,提高了整机效率;输出滤波采用L滤波器,保证了入网电流与电网电压没有相位差。文中详细分析了该逆变器的工作原理,分析了入网电流的相位差,最后进行仿真和实验验证。     

一种改进型的基于双移相全桥的SWISS整流器

目前,电流源型SWISS整流器普遍存在硬开关与开关应力大等问题,严重影响了整流器的功率密度。为了改善高功率应用场合中的效率,该文在原有的隔离型双移相全桥SWISS整流器拓扑的基础上,针对该拓扑存在的滞后桥臂软开关范围窄的问题,提出一种带有中点电容钳位的改进型基于双移相全桥的SWISS整流器。传统全桥的滞后桥臂软开关严重依赖漏感存储能量,只能在较大负载时实现软开关,而该文提出的拓扑通过独立设计超前桥臂和滞后桥臂的变压器,使得在负载较轻时可以同时利用变压器一次侧漏感与一次侧励磁电感共同辅助滞后管寄生电容充放电,实现滞后管的软开关,而不增加过多的额外损耗。该文具体分析滞后管开关的死区时间内,电路的详细工作状态,建立各项电路参数与滞后管软开关实现之间的关系。最后通过仿真模型与样机模型验证了理论分析的正确性以及改进型拓扑的可行性。     

一种低压大电流输入的组合式直流变换器研究

针对特种车辆车载电源低压大电流输入、高可靠性和高功率密度的要求,提出了一种并-并型的双管正激组合变换器.该组合变换器以双管正激电路为基本单元,具有抗桥臂直通和高频变压器无偏磁的优点;在控制上采用了交错并联的方法,各开关管电流应力低、输入输出滤波器体积小、动态响应速度快,而采用主从均流的控制方法很好的实现了两输出电感的并...     

准单级单向Buck直流变换器型高频链并网逆变器

提出准单级单向Buck直流变换器型高频链并网逆变器电路结构与拓扑族。其电路结构是由单向隔离Buck直流变换器和极性反转逆变桥级联构成;其拓扑族包括推挽正激式、双管正激式、并联交错双管正激式、半桥式和全桥式电路。深入分析研究类逆变器的电路拓扑、电流瞬时值控制策略、稳态原理特性和关键电路参数设计准则。以推挽正激式拓扑为例,设计并研制出1kW48VDC/220V50HzAC并网逆变器样机。研究结果表明,此类逆变器具有高频电气隔离、电路结构简洁、准单级功率变换、变换效率高、极性反转逆变桥功率开关电压应力低且为ZVZCS、并网电流质量高等优点。     

重复控制的单相高频隔离PWM整流器

为解决高频隔离整流器半导体开关电压应力大的问题,并提高并网电流的控制性能,提出一种双向功率流两级高频隔离整流器的调制和控制方法,并对其工作模态和软开关条件进行详尽的分析。该整流器由副边的全桥、高频隔离变压器和原边的周波变换器构成,并加入钳位电路消除变压器原边的电压过冲和振荡。设计其调制方法,建立其数学模型,并采用复合重复控制的双闭环策略进行输出电压和电网侧电流的高性能控制。周波变换器和钳位电路均实现了零电压开关,副边全桥电路部分实现零电压开关。制作了1 kVA的实验样机,实验结果验证了调制方法和控制策略的有效性。该高频隔离整流器结合了常规单相PWM整流器和高频隔离变换器的特性,其更有输出电压范围更广,双功率流、高功率密度和电网侧电流质量高且功率因数可调节等特点,非常适合电动汽车充电领域。     

基于LCL滤波器的TL-Boost三相整流技术研究

三相四线制三电平Boost(TL-Boost)整流器具有降低开关管电压应力、提高系统功率密度等优点,此处将LCL滤波器应用到TL-Boost整流器中,可以进一步提高系统功率密度。兼顾减小滤波器体积以及提高系统稳定性两个要求,对该拓扑下的LCL滤波器参数进行设计。并基于网侧电流反馈,对三相四线制TL-Boost整流器进行建模分析,论证了引入数字信号处理(DSP)数字延迟有利于提高系统稳定性。仿真和实验验证了LCL参数设计及系统稳定性分析的合理性。     

基于SWISS整流器的新型LC滤波器阻尼控制策略

SWISS整流器是一种新型三相降压型功率因数校正整流拓扑,适合于高功率电动汽车充电场合。为了达到单位功率因数运行,SWISS整流器的输入电流应尽可能地跟踪其电压,其电流总谐波失真(THD)应满足相关要求。结合SWISS整流器的工作原理,分析了网侧电流畸变和振荡是由于LC滤波器在其共振频率下阻尼因数很小而引起的。构建LC滤波器传递函数并利用系统传递函数等效原则,提出了一种适用于SWISS整流器的虚拟电阻阻尼控制方法。对比虚拟阻尼控制策略与传统的无源阻尼控制可知,虚拟电阻控制策略显著降低了THD,不消耗系统能量,还有助于提高了系统的可靠性和效率。在PLECS软件中,搭建SWISS整流器输入LC滤波的虚拟阻尼控制仿真模型,仿真和实验结果证明所提出的控制策略正确、有效、可靠。     

一种高增益耦合电感双管Sepic变换器

针对传统DC-DC变换器电压增益低,开关器件电压应力大和损耗高的问题,在传统Sepic变换器的基础上,引入耦合电感单元和有源开关电感单元,提出了一种高增益耦合电感双管Sepic变换器拓扑结构。该变换器具有高电压增益,避免了变换器工作在极限占空比状态,降低了开关器件电压应力,实现二极管的零电流关断和开关管的零电流开通,缓解二极管的反向恢复问题,减小开关管的损耗,提高变换器的效率。详细分析该变换器的工作原理,推导变换器的电压增益和开关器件的电压应力大小,研究漏感导致的占空比丢失问题对变换器增益的影响,给出关键参数设计,与其他拓扑在电压增益、开关器件电压应力等方面进行性能对比分析,最后设计一台100 W的实验样机,实验结果验证了理论分析的正确性。     

一种新型正激式三电平逆变器

本文提出以正激变换器为基础的正激式三电平逆变器。该变换器电路结构由依次连接的输入高压直电源、三电平变换器、高频变压器、输出周波变换器、输出滤波器以及输出交流负载构成,具有高频电气隔离、电路拓扑简洁、两级功率变换（DC／HFAC／LFAC）、双向功率流、输出滤波器前端获得三电平低频电压波、负载适应能力强、适用于大功率变换场合等特点,能够将一种不稳定的高压直流电变换成稳定的正弦交流电压。和传统的正激式两电平逆变器进行比较,可以得出该逆变器能减小输出滤波电感、并能降低变换器主功率开关管电压应力的结论。同时,分析了该逆变器的工作原理,设计了控制策略,并通过仿真论证了该逆变器电压应力小、输出电压质量高等特点。     

谐振复位软开关双管正激型DC/DC变换器

提出一种谐振复位软开关双管正激型 DC/DC 变换器。它将谐振复位方式应用到双管正激变换器中,解决了双管正激变换器占空比不能大于0.5的缺点,同时保留了双管正激开关电压应力小的优点。此外,该拓扑利用谐振复位的特点和副边串接饱和电感的方法实现了所有开关的软开关,因此可以应用于高输入电压、宽范围、高效率要求的场合。文中对该拓扑的工作原理和特性以及软开关的实现和设计进行了详细的描述。最后通过实验验证了该拓扑的上述优点。     

新型ZVS交错并联双管正激组合变换器的研究

提出了一种新型零电压开关交错并联双管正激组合变换器。该变换器由两路双管正激变换器交错并联构成,共用一个高频变压器,提高了磁芯利用率。同时,该变换器保留了双管正激变换器开关电压应力低、可靠性高的优点。采用有限双极性控制,利用变换器副边谐振电感的能量来实现开关管的零电压开关。本文详细分析了该变换器的工作原理,并且给出了实验结果。     

ZVS三电平双正激DC/DC变换器

提出一种新型ZVS三电平双正激DC／DC变换器，它由两个双管正激电路串联构成。经过一个有两个初级的高频变压器实行输出隔离。通过在高频变压器的次级增加一个谐振电感并配合开关管PWM控制，实现了主开关元件零电压开通。分析了其工作原理。并讨论了ZVS谐振参数的设计。给出了3kW试验模型的实验结果。此外。给出了采用不同次级整流电路的三电平双正激DC／DC变换器拓扑。     

一种新型的并-串型双管正激组合变换器

传统交错并联双管正激组合变换器应用于高电压输出场合时存在变换器次级电压偏高、高频整流二级管电压应力大的问题。通过要用多个高频二级管串联以解决耐压问题，但均压设计较困难。提出了一种新型的燕－串型双管正激组合变换器，将器件的串联变为电路的串联，能够实现高频二级管的动态均压，适合高输出电压、大功率的应用场合。     

一种零电压开关的有源箝位双管反激变流器

提出了一种新型的有源箝位双管反激电路拓扑,不仅克服了传统单管反激开关管应力大的缺点,而且主开关及辅开关管都实现了零电压开通(ZVS),次级二极管实现了零电流关断(ZCS).此外通过斜坡补偿,占空比可以大于50%.该反激拓扑充分利用了漏感的能量,无需外加缓冲电路,电路结构简单,因此可以应用于高效率、宽范围、高电压输入的场合.对该拓扑的工作原理、特性、设计进行了详细描述,并在一台127～330V输入、18.6V/5A输出的样机上进行了验证.     

一种耦合电感高增益双管升压变换器

与隔离型拓扑相比,非隔离型拓扑结构简单且实现成本较低;相对于传统Boost变换器,双管结构升压变换器开关管电压/电流应力较低,开关管的导通损耗小,电压增益更高。提出一种耦合电感高增益双管升压变换器,该变换器具有电压增益大及开关管电压/电流应力低的特点。给出变换器的主要工作波形,详细地推导变换器的稳态工作原理,给出理想情况下变换器的电压增益并分析漏感对电压增益的影响,与常见的高增益DC/DC变换器进行性能对比,最后根据所提出的电路拓扑以及参数设计指标,设计并制作一台200 W原理样机。实验结果证实了理论分析的正确性。     

基于双开关单元的多电平电路研究

在传统两电平整流器(the conventional two-level rectifier, CTR)电路中，开关管需要承受整个直流侧的电压，输入侧滤波器的体积较大，电路的传输效率较低，为此提出了基于双开关单元的多电平电路。首先，在CTR的基础上增加了1个二极管和1个电容，得到(similar to a three-level rectifier, STR)电路，并根据STR电路推出了几种多电平结构。然后，以新型三电平整流器(new three-level rectifier, NTR)拓扑结构为例，进行了工作原理分析。最后，提出合适的调制技术和电压平衡策略，并对器件的电压、电流应力进行理论计算。与CTR电路相比，NTR能降低开关管电压应力，减小开关管的开关频率，提高输入侧电流质量，适用于中、小功率应用场合。     

采用耦合电感的并-并型双管正激组合变换器

交错并联双管正激组合变换器既保留了单个双管正激变换器开关电压应力低和可靠性高的优点，又可提高变换器的等效频率，减小输出电流脉动。在组合变换器中引入耦合电感，利用其耦合两电感之间的电流转移，使组合变换器工作在单个电感电流断续而总的输出电流连续的模式下，彻底地解决了副边续流二极管的反向恢复问题，又能使开关管工作于零电流开通状态。     

一种反激式DC-DC变换器设计与研究

针对电池电源管理中的开关变换器应用,采用NCP1200电流型PWM控制芯片设计了一种多路隔离输出的反激式DC-DC变换器.给出了高频变压器初次级匝数以及相关参数的计算方法.对电路中的各种寄生参数进行建模、分析、计算和测量,并根据这些参数设计了钳位电路,通过实验验证了其可行性.实验结果表明,所设计的阻容二极管(RCD)钳位和阻尼电路对减小开关管应力和电压振荡是有效的,有利于提高变换器的工作效率.     

改进型双管正激电源变换器的仿真及设计

双管正激变换器作为一种主要的功率变换器,其开关电压应力低,可靠性高等优点,本文对传统双管正激电路做出改进,提高电路的效率.文章对改进后电路的工作过程及具体应用时遇到的问题做出了分析,给出了解决方案.与传统电路相比,改进后的电路控制电路得到了简化,两个主开关管中的一个能够工作在零电流开通和零电流关断状态,同步整流电路克服...     

一种输入低压大电流/输出高电压高频组合式直流变换器

针对飞机航空电源高可靠性和高功率密度的要求,提出并采用了一种输入低压大电流/输出高电压的组合式变换器.该组合式变换器以双管正激变换器为基本构成单元,输入端同时采用电路模块并联和功率开关管并联方式来提高输入导电电流能力,输出端采用电路串联的方式来提高输出电压能力.由于采用交错并联(interleaving)控制技术、以及利用功率MOSFET导通电阻的正温度系数特性,组合式变换器除具有双管正激变换器的内部桥臂抗直通能力强的优点外,还具有所有功率开关管自然均流、输入输出电压增益高、输出端二极管电压应力低、以及输入和输出滤波器体积小重量轻等特点.本文对该组合式变换器拓扑进行了详细的分析和仿真,并应用于某型号航空电源.