单相全桥离网逆变器输出侧功率解耦电路研究

单相逆变器输入电流低频纹波抑制是燃料电池及光伏电池发电系统亟需解决的问题.本文深入研究单相全桥离网逆变器输出侧功率解耦电路拓扑及其输入电流低频纹波抑制策略,给出控制参数、关键电路参数设计准则和实验波形.该电路拓扑中有源功率解耦电路位于全桥逆变器输出侧,与全桥逆变器共用输出滤波电感与电容,通过在输出滤波电容上叠加直流电压和低频偶次谐波电压实现逆变器功率解耦,使逆变器输出侧低频脉动功率在输出滤波电容与负载之间传递,阻断其向直流侧传递的路径.理论和实验结果验证了这种方法的有效性和可行性.     

一种低输入电流纹波单相全桥逆变器研究

深入研究了低输入电流纹波的单相全桥逆变器电路结构及控制策略,给出了实验波形。该电路结构中有源直流滤波电路位于全桥逆变器输出侧,与全桥逆变器共用输出滤波电感与电容,通过在两个输出滤波电容上叠加相同的基波电压来平衡负载上的脉动功率,从而减小输入电流低频纹波,使逆变器输出侧两倍输出频率的脉动功率在输出滤波电容与负载之间传递,阻断其向直流侧传递的路径,缩短低频电流纹波的传输路径。实验结果验证了这种方法的有效性和可行性。     

双向大升压比直流变换器型逆变器

提出并深入研究了双向大升压比直流变换器型逆变器电路拓扑、控制策略、稳态原理特性、电压传输比的推导方法和关键电路参数的设计准则,给出了仿真和原理实验结果。这种逆变器是由两个相同的、输出反相的低频正弦脉动直流电压的双向功率流大升压比的直流变换器以差动电路构成。理论分析、仿真和原理实验结果表明,这种逆变器具有电路拓扑简洁、双向功率传递、升压比大、功率密度高、输入电流纹波小、控制简单、负载短路时可靠性高、应用前景广泛等优点,为实现大升压比的大容量逆变器奠定了关键技术基础。     

输入串联输出并联DC/AC逆变器系统的控制策略

输入串联输出并联逆变器系统适用于输入电压高、输出电流大的直流/交流变换场合,要保证该逆变器系统正常工作,就必须保证输入电压均压与输出电流均流。提出一种采用负载电流反馈的输入均压输出均流控制策略,该控制策略根据各模块间的输入电压偏差直接调节各模块的输出电流幅值,使输入电压高的模块输出电流增大,输入电压低的模块输出电流减小,从而实现输入均压。与采用输出滤波电感电流反馈的方法相比,采用负载电流反馈时,即使输出滤波电容不匹配,也不影响输出均流效果。同时,还分析输入均压环与系统输出电压环的关系,给出输入均压环和系统输出电压环的设计准则。最后以一台由2个模块组成的输入串联输出并联逆变器原理样机验证该控制策略的有效性以及环路设计的正确性。     

两级式逆变器中间母线电压低频纹波抑制

两级式单相逆变器输出电压和电流都是低频交流电,输出瞬时功率中除含有直流量外还含有2倍输出频率的脉动量,造成中间母线电压出现二次纹波分量。为解决逆变环节产生的谐波引起母线电容发热从而危及母线电容的运行寿命以及母线电压脉动可能导致逆变输出电压畸变的问题,提出了一种通过改变前级直流变换器外环电压控制器参数以实现母线电压低频纹波抑制的方法,并研究了两级式直交逆变器中间母线电容电压特性,通过分析逆变环节输入电流中直流分量、二次谐波分量等表达式,从而揭示两级式逆变器中间母线电容低频电压纹波的产生及其影响因素。方法中前级直流变换器、后级逆变器均采用电压电流双闭环控制。仿真和实验结果表明该控制方法是正确、可行的,且母线电压低频纹波抑制效果明显。     

一种新型单极恒功率高功率因数电子镇流器（下）

(接上期 )3　低频模型这种电子镇流器的低频模型如图 5所示 ,ｂｕｃｋ ｂｏｏｓｔ半变换级的输入被简化为无耗电阻Ｒｇ,这个电阻消耗的瞬时功率被转化为输出端电流源的输出 ,ｂｕｃｋ ｂｏｏｓｔ半变换级输出接有一个大滤波电容并为谐振逆变器供电 ,在这个模型中 ,所有高频动态特性被忽略了 ,并且ｂｕｃｋ ｂｏｏｓｔ输出滤波电容的纹波电压也被忽略了。图 5　ｂｕｃｋ ｂｏｏｓｔ半变换级的低频模型利用 (14 )可计算出输入电阻为 :Ｒｇ =ｖｇ(ｔ)ｉｇｍ(ｔ) =2ｆＳＬ0Ｄ2 (30 )　　输入功率由电流源ｉＬｏｍ(ｔ)为负载供电 ,输出电流源的瞬…     

差动正激直流斩波器型高频环节逆变器

提出差动正激直流斩波器型高频环节逆变器电路拓扑,并对该逆变器的电路拓扑、输出电压与滤波电容电流瞬时值反馈控制策略、稳态原理特性、关键电路参数设计准则等进行深入地分析研究。该逆变器是由输出低频正、负半周的单极性正弦脉宽调制电压波且共用输入、输出滤波器的两个双向正激直流斩波器以差动电路构成。理论分析结果表明,该逆变器具有高频电气隔离、电路拓扑简洁、双向功率流、单级功率变换、输出电压波形质量高、负载适应能力强等优点。原理试验证实了该逆变器的正确性与可行性。     

可抑制低频电流纹波的单级升压式并网逆变器

根据燃料电池并网发电系统要求低输入电流纹波和升压的要求,提出一种可抑制输入低频电流纹波的单级、升压式并网逆变器,并给出了一个工频周期内的信号调制示意图.所提逆变器中,将单相桥式逆变器的一个桥臂与Boost变换器所共用,且设计Boost变换器电流工作在电流断续模式,可有效抑制电源输出的低频电流纹波.分析了所提并网逆变器在电网电压极性不同情况下的工作模态.推导了输入电流纹波含量和共用开关管电流的标幺值,给出了升压电感的设计规则.实验结果表明,所提逆变器性能优良.     

多端口分布式新能源输入低频电流纹波抑制

为实现对分布式新能源输入低频电流纹波的有效抑制,提出了一种应用于分布式新能源发电的多端口两级式DC/AC逆变器及其控制方法,其中输入直流源提供负载功率所需的直流分量,第三端口提供负载交流功率纹波。详细分析了所提三端口两级式逆变器的拓扑结构及其工作模式,讨论了为实现输入低频电流纹波抑制所需的电路关键参数计算方法及系统控制策略。最后通过搭建的95 W原理样机对所提拓扑及其低频电流纹波抑制策略开展了实验验证,实验结果证明该拓扑能够在实现纹波消除的同时获得高质量的输出波形。     

高增益单级升压逆变器的恒定最大增益控制策略

高增益单级升压逆变器与传统Z源逆变器相比具有更高增益、升压变换的能力等优点,但基于简单升压控制的高增益单级升压逆变器存在功率器件电压应力大以及电感电流纹波大的缺陷。本文将恒定最大增益控制策略应用于高增益单级升压逆变器,与简单升压控制相比,能够有效地减小功率器件和电容的电压应力以及电感电流纹波,并对这两种控制策略应用于高增益单级升压逆变器进行了对比分析,并通过实验验证了恒定最大增益控制的优点。     

两级式逆变器母线电压二次纹波分析及抑制

针对前级采用Boost电路、后级采用单相全桥逆变电路的两级式逆变器,研究基于传统电压外环电流内环控制改进的方法,以解决抑制中间母线电压低频纹波的问题。由于输入功率是直流量,输出的瞬时功率中除了有直流分量外,还含有2倍于工频的脉动分量,导致输入输出功率不平衡,从而使中间母线电压含有二次低频电压纹波。该低频电压纹波会引起母线电容发热从而危及母线电容的运行寿命,会导致逆变输出电压波形出现削顶而产生畸变,还会影响系统的动态性能。为了解决母线电压低频纹波所带来的问题,提出了一种将输出功率前馈到前级直流变换器以实现母线电压低频纹波抑制的方法。仿真和实验结果验证了该控制方法的正确性和有效性,母线电压低频纹波得到很好的抑制。     

A feedback linearizing control scheme for a PWM converter-inverterhaving a very small DC-link capacitor

This paper addresses a control method of reducing the size of the DC-link capacitors of a converter-inverter system. The main idea is to utilize the inverter operation status in the current control of the converter. Specifically, the information on the load power is incorporated in synthesizing the converter current control input so that a proper DC voltage level is maintained. We describe the dynamics of load current and apply feedback linearization theory to obtain an input output linearized system. Theoretically, this control strategy is effective in regulating the DC voltage level, even though the DC-link capacitor is arbitrarily small and load varies abruptly. The superior performance is demonstrated through simulation and experiment. An experiment was performed with a 9-kW pulsewidth modulation converter-vector inverter system having a 75-μF DC-link capacitor     

一种新的逆变器并网控制策略的研究

提出了一种新的逆变器并网控制策略。可独立与并网双模式运行的逆变器在并网模式下,由于输出滤波电容的影响,在轻载时进网电流ηTHD高,输出功率因数低。该逆变器在传统控制策略的基础上,加入输出滤波电容电流补偿器,消除输出滤波电容电流对电网的影响,从而可以实现独立与并网2模式之间的无缝切换;全负载范围内或电网电压谐波含量大时,可实现高的输出功率因数和低的进网电流ηTHD。该文阐述了该控制策略的工作原理和参数设计原则,并以一台500W基于DSP控制的双降压式半桥逆变器进行了实验验证。     

1 kVA高性能单相中频逆变电源的研制

针对低压直流输入/中频400 Hz/115 V交流输出的高功率密度航空变流器的应用需求,提出了两级电路拓扑结构,其前级采用并-串型移相全桥结构实现隔离和升压的功能,后级采用全桥电路实现逆变功能。同时,为减小单相逆变器直流侧的二次纹波电流对前级的影响,前级单模块采用加入陷波器的负载电流前馈控制策略。为了进一步提高前级并-串型DC-DC变换器的动态性能,还提出了一种主从控制的均压控制策略;为了提高后级逆变电路的动态性能和负载调整率,提出一种改进的前馈控制策略。仿真和实验均验证了上述两级结构逆变电源控制策略的可行性。     

带有源缓冲的单级单相电流型逆变器

为了实现单级升压逆变,提出了一种带有源缓冲的单级单相电流型PWM逆变器,及其状态量限定下的输出电压反馈复合单周期控制策略,并对构成这种逆变器的电路拓扑、控制策略、关键电路参数设计、系统建模和仿真等进行了深入分析和研究,获得了重要结论.该逆变器电路拓扑主要由储能电感、有源缓冲电路、电流型单相逆变桥构成,存在三种工作模式和...     

Z-源逆变器直流链升压电路控制器的研究

本文提出了一种PID控制器控制Z-源逆变器Z-源网络电容两端的电压,得到较为恒定的直流链电压。基于Z-源网络小信号模型和直通占空比调制信号传递函数的基础上,得到整个环路的开环增益,设计了PID控制器。该控制器具有抑制诸如电源电压波动、负载电流扰动等的功能。同时,由于增加了微分(D)调节,系统的动态性能和稳定裕度都得到了很大程度的改善;能够克服由于Z-源网络电容和直通占空比之间的非线性关系给系统带来的闭环控制器设计困难、系统的动态性能差等缺点,使控制器参数设计非常准确、简单,动态、静态有了明显的提高。通过仿真和实验结果验证了理论分析的正确性。     

全桥电流源型高频环节三电平AC-AC变换器

本文在传统全桥电流源型AC-AC变换器的基础上,根据多电平技术的优点,在AC-AC变换技术中引入多电平技术,提出了一种全桥电流源型高频环节三电平AC-AC变换器。该变换器具有高频电气隔离、电路拓扑简洁、两级功率变换(LFAC/HFAC/LFAC)、网侧功率因数较高、负载适应能力强、音频噪音小、输出只需电容滤波减小输出滤波器,提高了变换器功率密度等优点。分析研究了变换器的工作模式、稳态特性与电压瞬时值反馈控制策略。理论分析及仿真实验表明,该变换器输出电压波形质量好,滤波器前端获得三电平,减小了开关管电压应力。     

基于滤波电容电流补偿的并网逆变器控制

在并网逆变器中,LC滤波器因容易控制和具有良好的高频衰减特性而应用广泛。分析了输出滤波电容对采用LC滤波的并网逆变器并网电流幅值、相位和低次谐波的影响,提出一种采用滤波电容电流补偿和电网电压前馈的数字PI控制策略,给出了离散时间域下控制器参数的设计方法,并从电网谐波阻抗角度分析了控制器抑制电网电压扰动的能力。理论分析和实验证明,该方案能有效降低并网电流的谐波畸变率(THD),提高并网逆变器输出电能质量。     

直流回馈型直流电子负载的设计与研究

针对机车电源测试时用模拟负载造成能量浪费的情况,设计了一种将测试能量回馈到电源直流输入侧的能量回馈型电子负载。该电子负载由升压斩波电路和移相全桥电路级联组成。前级升压斩波电路采用单电流环控制结构,单周期控制方式,通过控制输入电感电流模拟直流电源的输出特性;后级移相全桥电路采用输入电压外环、输出电流内环的双闭环控制结构,比例积分控制方式,通过高频逆变实现输入与输出的电气隔离,并将能量高效率的回馈给测试电源的直流输入侧,使测试能量被循环使用。通过8 k W实验平台的仿真与实验,验证了设计的可行性,结果表明电子负载能节约超过80%的测试电能。