一种谐振型混合调制的电流型高增益双向变换器

为减小双向变换器低压侧电流纹波,改善变换器硬开关现象,降低其闭环系统设计的复杂程度,提出一种谐振型混合调制的电流型高增益双向变换器。该变换器在低压侧全桥桥臂中点加入2个交错并联的Boost电感,在增加变换器增益的同时可减小变换器低压侧电流纹波,高压侧为倍压整流电路,进一步增加了变换器增益,同时利用变压器漏感与谐振电容谐振创造了高压侧开关管ZCS的条件。该变换器正反向均采用PWM+PFM混合调制控制,通过改变占空比调节输出电压,调节开关频率实现高压侧开关管的ZCS,采用该控制方案降低了变换器闭环系统设计的复杂程度,并可减小高压侧开关管的关断损耗。搭建一台600 W试验样机,进行正反向实验,验证所提方案的有效性。     

单Buck/Boost集成三端口双向DC/DC变换器研究

将双向Buck/Boost电路与DAB集成在一起构成三端口双向DC/DC变换器,Buck/Boost电路和DAB在原边共用功率开关管。DAB的移相角控制变压器两侧的能量双向流动,从而控制输出侧电压,而双向Buck/Boost电路的占空比用来控制前级母线电压,该端口可接入光伏等新能源,前级全桥单元采用交错并联PWM方式可自动实现变压器原边伏秒平衡。该文分析系统稳态特性及软开关特性,在前级母线电压宽范围幅值变化的情况下,所有的功率开关可在宽范围内实现软开关,最后通过实验样机进行方案验证。     

串联型光伏中压直流变换器及控制策略

为满足大型光伏电站串联型光伏中压直流变换器的高升压比和宽输入、输出电压的需求,文章提出了一种新型隔离型buck-boost直流变换电路作为模块拓扑,通过调节占空比,实现直流变换模块升压和降压模式灵活地切换,从而提高变换器的电压运行范围。与常规隔离型buck-boost电路相比,文章拓扑中只有低压侧电路含有可控开关管,简化了拓扑控制,使拓扑更适用于中压场合。文章分析了新型直流变换拓扑工作原理,并推导了不同工况下拓扑的电压增益,提出了适应不同运行工况的变换器控制策略。根据文章策略开发了3 kV/90 kW直流变换模块和20 kV/500 kW串联型光伏直流变换器,测试结果证明设备能够稳定运行。     

新能源储能电池双向CLLLC变换器时域设计

文章针对双向CLLLC谐振拓扑结构提出了一种谐振参数设计方案。为了解决双向CLLLC直流谐振变换器谐振参数设计结构复杂、难度大、准确度低等问题,将双向CLLLC谐振拓扑结构近似为Type-4型结构,然后采用基波分析法分析了谐振参数对变换器增益、输出效率以及软开关实现的影响。在此基础上,采用时域分析法结合变换器谐振电流曲线对变换器进行谐振参数的设计,可以使得变换器在全负载范围内实现逆变侧的零电压开通和整流侧的零电流关断,降低了变换器的无功功率损耗,提高变换器的电能转换效率。最后通过实验和MATLAB仿真验证了方案的正确性。     

一种基于两电感变换器的高压侧移相调制策略

针对电流型两电感变换器存在的高电压尖峰和硬开关问题,以电流型两电感双向直流/直流(direct current/direct current,DC/DC)变换器为基础提出一种高压侧移相的调制策略,使其更适合应用于燃料电池汽车中。该调制策略采用定频PWM控制,在全负载范围内可实现低压侧开关管的自然换流和零电流开关(zero current switch,ZCS)关断,进而抑制关断电压尖峰;通过调节低压侧开关管占空比,可调节变换器功率和增益;通过调节高压侧移相角,可调节电流峰值,控制漏电感电流有效值,从而降低电路整体导通损耗,提升变换器效率。该文首先介绍电路的升压和降压模式的工作原理,然后分析占空比和移相角对电流有效值的影响,最后建立一台400 W的样机,对所提调制策略进行实验验证。     

基于中心抽头变压器的双有源桥双向直流变换器

通过在传统双有源桥的变压器副边增加一个中心抽头并连接一个电容桥臂,提出一种改进的双有源桥双向隔离变换器,其可在宽增益范围和负载情况下实现所有功率开关管的ZVS软开关。通过调节副边全桥的桥内移相角,动态补偿实现软开关所需要的反向电流,可使所有开关管实现完全的ZVS软开通。首先分析变换器的工作原理,根据3个控制量之间的关系划分为6种工作模式。推导该变换器在不同工作模式下传输功率与控制量的关系式,详细分析软开关条件,筛选出各模式下ZVS软开关条件最差的开关管,并提出一种有效的控制方案。最后通过一台1 kW的实验样机进行实验验证。     

双向CLLC谐振变换器研究现状与应用前景

双向CLLC谐振变换器是双向直流/直流（direct current, DC）变换器中一类重要拓扑,具有实现软开关频率范围宽、调压范围大、功率密度高等特点。本文从基本拓扑及工作原理、建模分析方法、控制策略和应用这几个方面,对双向CLLC谐振变换器的现有研究成果进行了总结,分析了现有的问题,并提出了未来研究重点。结论表明,双向CLLC谐振变换器仍处于关键技术研究和小容量样机试验阶段,其在储能领域具有广阔的应用前景,是高压大容量双向变换器拓扑的重要发展方向。     

基于宽禁带元件的电池储能用双向直流变换器

为了保证微电网电能质量,微电网须配备储能系统协助可再生能源实现削峰填谷。文章针对低压电池储能系统,设计了一种全氮化镓(GaN)高频双有源桥型双向直流变换器,详细分析了电感、变压器运行参数,并建立和分析了变换器运行损耗模型。设计了高频条件下氮化镓驱动电路,并对线路与半桥电路的布局进行优化。对双有源桥变换器样机进行双脉冲测试试验,试验结果验证了样机驱动电路设计的合理性与氮化镓开关管的特性,并通过对比实验验证了样机在同一工况、不同调制策略时三重移相调制策略的优势。     

PWM加双移相控制双向Buck-Boost集成三端口DC-DC变换器

研究的三端口DC-DC变换器可实现交错并联双向Buck-Boost电路与双有源桥电路的集成,结构简单、功率密度高,适用于光伏、燃料电池等可再生能源发电系统。采用PWM加双移相控制方式,该变换器不仅可实现3个端口间灵活的双向功率传输控制,还可保证所有开关管的软开关,减小开关损耗。研究双向Buck-Boost集成三端口变换器的基本工作原理及PWM加双移相控制策略。以光伏-蓄电池联合供电系统为例,对系统功率传输模式及不同工作情况下的功率特性和软开关条件进行深入分析。最后搭建一台350 W的实验样机,实验验证理论分析的正确性及控制方案的有效性。     

一种新型软开关功率因数校正变换器

提出了一种新型软开关功率因数校正变换器拓扑结构,分析了工作原理与主要工作波形,通过在传统Boost PFC变换器中加入辅助电路,实现了主开关与辅助开关的软开通和软关断,并分析了软开关条件与占空比,给出了辅助谐振电路的设计,基于选取的参数对主电路进行了仿真分析研究,验证了电路分析的正确性和可行性.