电动汽车无线充电电路互感优化及功效特性分析

功率和效率是无线电能传输(WPT)电路的重要指标,而互感、负载等参数直接影响WPT的功率和效率特性。推导了电动汽车无线充电串/串并(S/SP)补偿拓扑电路的功率和效率表达式,并优化电路互感参数,使电路传输功率和效率达到整体最优设计。仿真和实验验证了S/SP补偿拓扑电路功效特性分析的可行性。     

多电平功率变换器主电路拓扑结构综述

主电路拓扑结构是多电平功率变换器研究的关键内容之一。中高压功率变换器高电压、大容量的特点,客观上决定了其主电路由较多的主开关器件组成,主电路构成元件的增加决定了其拓扑结构的丰富多样。本文对近年来多电平变换器的主电路拓扑结构的发展进行了较为详细的综述研究,对其发展趋势进行展望,认为除了采用传统的依靠灵感和经验来发展新拓扑外,更重要的是寻找一种严密、科学、系统的拓扑发展方法,从而找到多电平功率变换器的拓扑结构的完善集,并根据实际应用研究具体拓扑的最优化方案,以实现高性能、高可靠、低成本的功率变换系统。     

新颖的双向功率流高频环节DC/AC逆变器

提出了一种新颖的双向功率流高频环节ＤＣ／ＡＣ逆变器电路拓扑，对这类电路拓扑及其控制原理作了详细分析，仿真结果证明了这类电路拓扑的可行性。     

开关磁阻电机功率变换器拓扑结构新技术

开关磁阻电机控制器中的功率拓扑电路结构不同与其他调速电机逆变器结构,其形式灵活多样,各具特点。本文在分析现有典型开关磁阻电机功率变换器结构特点的基础上,综述国内外开关磁阻电机新型驱动功率变换器拓扑电路形式,总结新型功率拓扑结构技术特点,并根据相关文献分析各种功率拓扑结构的优缺点。     

对零电流过渡功率变换电路的讨论

对零电流过渡（ＺＣＴ）功率变换电路的基本拓扑结构进行了分析和讨论,简要地介绍了各个时间段的电路的工作情况,对主功率开关和辅助开关的开关条件进行分析,指出了ＺＣＴ－ＰＷＭＢｏｏｓｔ电路的优点及存在的不足。为弥补此电路存在的缺点,提出了改进的拓扑结构,对改进的电路拓扑进行了讨论,可以看到功率开关的开关条件得到了改善,完全实现了软开通和软关断。     

开关磁阻电机的几种功率变换器拓扑的性能分析

通过对开关磁阻电机运行原理的分析，提出开关磁阻电机对功率变换器的一般要求并给出了驱动开关磁阻电动机的功率变换器的八种电路拓扑，分为传统型和改进型两类。对其中每一种电路拓扑的性能、优缺点、适用场合等进行了分析研究。     

双向升压直流变换器型逆变器研究

分析研究了双向升压直流变换器型逆变器的电路拓扑、控制策略、稳态原理特性和关键电路参数设计准则,并给出了原理实验结果.该逆变器由两个输出反相的低频正弦脉动直流电压的双向功率流升压直流变换器以差动电路构成.理论分析和实验结果表明,该种逆变器具有电路拓扑简洁、双向功率传递、可升压等优点.     

反激式三端口无电解电容LED驱动电路拓扑

为了消除LED驱动电源电解电容对其寿命的影响,研究无电解电容LED驱动电源技术具有重要意义。基于LED驱动电路输入功率pin、输出功率po和储能电容三个能量端口之间的功率流特性,讨论了三端口变换器(three-port converter,TPC)无电解电容LED驱动电路拓扑的构造原理。以此提出了基于反激(Flyback)变换器的组合型TPC拓扑族,通过集成组合型拓扑中并联子电路结构的方式得到集成TPC拓扑,并给出了适用所提TPC拓扑的主电路控制策略和简单易实现的控制电路方案。最后,搭建13.5W实验样机,验证了所提TPC无电解电容LED驱动电路的正确性和可行性。     

新型高频环节逆变器研究

双向高频环节逆变器具有双向功率流、高频电气隔离、拓扑简洁、功率变换级数少等优点,特别适用于要求双向功率流的逆变场合。深入研究了一种新型的双向高频环节逆变器的电路结构、拓扑与移相控制策略,对逆变器稳态原理进行了分析,并给出了关键电路参数的设计准则。原理试验结果证实了理论分析的正确性。     

全桥Boost型多输入直流变换器

提出全桥Boost型多输入直流变换器电路拓扑及主从式功率分配和电压电流瞬时值反馈移相控制策略,并对该变换器的电路拓扑、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。全桥Boost型多输入直流变换器,是通过高频变压器磁通叠加法将多个全桥Boost型单输入直流变换器在输出端进行电流叠加;主从式功率分配策略,是指n?1路输入源功率固定和1路输入源补充负载所需的不足功率。理论分析和仿真结果表明,该变换器具有电路拓扑简洁、多路输入源可同时或分时供电、功率密度高、输出电压稳定等优点,为实现太阳能、风能、氢能等多种可再生能源联合供电奠定了关键技术基础。原理试验证实了所提出电路拓扑和控制策略的正确性与可行性。     

应用于配电网三端柔性互联的三角形交交变换器

针对配电网三端柔性互联,提出了一种三端口三角形交交变换器.首先,介绍了三端口三角形交交变换器的电路拓扑,其与三端口背靠背模块化多电平换流器相比桥臂数量减少了一半.然后,分析了三端口三角形交交变换器的工作原理,建立其数学模型,并采用相量图法研究其运行特性.之后,结合柔性多状态开关的应用需求设计了控制策略,利用第3个桥臂的电流调节特性,在满足输出馈线功率需求的基础上,实现了2条输入馈线上的功率灵活分配.最后,采用仿真验证了所提出的三端口三角形交交变换器拓扑和数学模型的正确性及其控制策略的有效性.     

非隔离型模块化多电平DC/DC变换器的最小化桥臂环流控制

用于中高压直流电压转换和直流电网互联的高压大功率直流变压器一般采用中间交流变压器,存在损耗高和体积大等不足。对一种非隔离型的模块化多电平DC/DC变换器进行了研究,与普通双有源桥式DC/DC变换器相比,避免了交流变压器的存在。首先分析了此变换器的工作原理,建立了变换器的等效数学模型。考虑子模块电容电压存在特殊的不平衡,变换器需要引入交流循环电流,提出了一种保证桥臂功率均衡的最小化桥臂环流的控制策略,减小了桥臂电流的交流分量,降低了变换器的损耗。在Matlab/Simulink中仿真验证了变换器的性能和最小环流控制策略的有效性。最后搭建实验平台进行了实验验证。     

基于SG3525和TDS2285的单相交流逆变器的设计

为了克服传统逆变器控制电路设计复杂、成本较高且逆变输出波形品质差、电流畸变率高等缺陷,采用了DC DC AC的逆变拓扑结构,在前级DC DC模块中采用专用芯片SG3525并设计外围电路获取占空比为0.4的PWM,其可将48 V直流输入转变为400 V高压脉冲直流输出,在后级DC AC模块使用专用芯片TDS2285,产生高精度无毛刺SPWM波,通过精确的控制死区时间以实现全桥逆变控制输出。最终得到频率为50 Hz,幅值为220 V的正弦波,满载工作时输出电压变化在2%以内,频率变化在±1 Hz以内,效率可以达到80%。与此同时本还研究了升压、逆变过程中驱动电路、变压器、滤波器等参数的计算选择。实验结果表明采用专用控制芯片的DC DC AC拓扑结构电路简单,逆变器具有良好的稳态性能和动态性能,同时改善了对非线性负载的适应性,提高了逆变器输出的品质。     

新颖的不间断高功率因数交流开关电源研究

提出了一类新颖的不间断高功率因数交流开关电源电路结构与拓扑族.这类交流开关电源,由单级不间断高功率因数AC-DC变换器与DC-AC逆变桥级联而成,前级采用电压型PWM控制技术,后级采用三态DPM电流滞环控制技术.分析研究了这类交流开关电源的三种工作模式和稳态原理.试验结果表明,这类交流开关电源具有拓扑简洁、功率密度高、不间断供电、功率因数高、动态响应快、过载和短路能力强、输出波形THD小等优点.     

双极性移相控制高频脉冲交流环节逆变器研究

提出并深入研究了高频脉冲交流环节逆变器电路拓扑族及其双极性移相控制策略。借助周波变换器换流重叠和输出滤波电感电流极性选择 ,该双极性移相控制策略实现了变压器漏感能量和滤波电感电流的自然换流 ,解决了这类逆变器固有的电压过冲和换流重叠期间周波变换的环流现象 ,实现了逆变桥功率器件的ZVS开关和周波变换器功率器件的ZCS开关。仿真与原理试验结果均证实了这种双极性移相控制策略的可行性和理论分析的正确性     

单相电压型Z源AC/AC变流器电路

提出了一种新型AC/AC变流器电路——单相电压型Z源AC/AC变流器;介绍了其电路拓扑、工作原理、控制方法等;给出了相应的仿真和实验结果。仿真和实验证实了该电路拓扑的合理性和优越性。     

改进型Zeta式三电平AC/AC变换器

为进一步提高高压电能变换领域输出波形的质量,基于多电平技术的相关原理,提出了无中间直流环节的改进型Zeta式三电平AC/AC变换器,进一步介绍了该变换器的电路结构、电路拓扑和高频控制策略。利用仿真软件Pspice建立了改进型Zeta式三电平AC/AC变换器的电路仿真模型,给出了该变换器闭环控制的主电路图,对其进行了闭环控制仿真验证,得出了闭环控制电路各部分的输出波形,并在输入端交流信号波动的情况下测试了输出端的稳压性能。结果表明:该改进型Zeta式三电平AC/AC变换器的拓扑结构简单,设计原理正确,控制方法简单可行,有较好的稳压功能。     

电压源高频交流环节AC/AC变换器原理研究

首次提出了电压源高频交流环节AC/AC变换器电路拓扑族 ,这类电路拓扑由输入周波变换器、高频变压器、输出周波变换器构成。分析研究了这类变换器稳态原理与移相控制策略 ,绘出了变换器的外特性曲线。这类变换器具有电路拓扑简洁、两级功率变换 (LFAC/HFAC/LFAC)、双向功率流、高频电气隔离、网侧电流波形可得到改善、负载适应能力强等优点。PSPICE仿真波形充分证实了这类变换器的正确性和先进性。     

新颖的Buck-Boost高频环节AC/AC变换器

提出了Buck-Boost高频环节AC/AC变换器电路拓扑，该电路拓扑由输入周波变换器、高频储能式变压器、输出周波变换器构成。分析研究了该变换器工作模式和电压瞬时值反馈控制策略。理论分析和试验表明，该变换器具有两级功率变换(LFAC，HFAC，LFAC)、双向功率流、网侧电流波形可得到改善、负载适应能力强、音频噪音小等优点。     

基于模块并联的新型交流斩控变换器研究

对现有的交流调压技术进行了研究,以单相交流斩波电路为基础,提出了一种新颖的交流斩波电路拓扑及一种改进的交流斩波PWM控制方法。为了改善输出电压的波形质量,该文采用了输出占空比前馈,并结合输出电压的平均值和瞬时值的双环控制方案。在该控制方案的基础上,实现了交流模块的并联控制,并取得较好的并联效果。实验结果证明了该控制方法的可行性和有效性。