一种混合开关电感和开关电容的高增益DC/DC变换器

针对传统Z源DC/DC变换器存在的输入电流不连续、输出电压增益不够高和功率器件电压应力较高等不足,利用开关电感和开关电容技术,提出了一种混合开关高增益DC/DC变换器。该变换器主电路中只用到1个储能电容,结构简单,与现有典型的高增益阻抗源DC/DC变换器相比,所提出的混合开关电感和开关电容的DC/DC变换器可以实现更高的输出电压增益,同时电容和开关器件的电压应力较低。详细分析了所提变换器的工作原理,通过在实验室中所建立的输入电压16～40 V、输出电压26～107 V和输出功率7～114 W的原型验证了其性能。     

应用于高频数字化LLC谐振变换器的变模态调制策略

以数字化LLC谐振变换器为研究对象,针对其达到1MHz应用时出现的频率分辨率不足及其导致的输出电压脉动问题,提出了一种抑制该问题的变模态调制策略。该策略包含两个模态：传统的仅调节频率的频率调制模态和频率及占空比同时调节的复合调制模态。在复合调制模态下,当检测到开关频率以最小频率间隔来回跳动时,锁定开关频率并通过调节占空比以实现对变换器电压增益的精细调节,从而抑制单一频率调制下出现的输出电压脉动问题。文中给出了该策略的工作原理分析、设计要点分析,并在一台1 MHz的样机上完成了对比实验,实验结果验证了所提出变模态策略的有效性。     

基于双Boost交联拓扑的三相功率因数校正器

研究了基于双Boost交联拓扑的三相功率因数校正器,其主支路三相不控整流器通过外加并联功率因数校正电路来改善网侧电流波形,提高功率因数。首先对主支路的拓扑结构以及工作方式进行分析,总结该拓扑的特点,并针对其特点提出相应的控制策略以及参数设计方案。理论分析和仿真、实验结果表明:这种新型三相功率因数校正器适用于恒功率负载场合,只需通过控制从整流器的选相开关以及双Boost交联变换器即可获得稳定的6脉波直流输出电压、理想的功率因数以及总谐波畸变率,而仅有约1/5的功率经过双Boost交联变换器。     

Sepic变换器直接电流控制

基于李亚普诺夫直接法和输入输出线性化控制法,提出了一种新型Sepic变换器直接电流控制策略。建立了Sepic变换器单输入单输出仿射非线性系统模型。采用李亚普诺夫直接法,建立了Sepic变换器李亚普诺夫直接法控制系统。在李亚普诺夫直接法的基础上提出了一种直接电流控制方法,通过直接控制电感电流,间接获得期望的输出电压。比较分析发现该直接电流控制法比李亚普诺夫直接法控制结构更简单,控制代价更低,易于数字实现。数值仿真和实验结果验证了所提控制策略的正确性和优越性。基于所提控制方法的系统输出无稳态误差,并对负载扰动具有较强的鲁棒性。     

基于耦合电感的新型高增益软开关直流变换器

针对升压直流变换器的高增益问题,以一种带有泵升电容的Boost变换器为基础,提出一种基于耦合电感的新型高增益软开关直流变换器。讨论该变换器的工作原理、性能对比分析、关键参数设计,并且通过仿真验证了理论分析的正确性。该变换器通过引入耦合电感和倍压电容不仅拓展了调控电压增益的自由度,突破了仅由占空比来提升电压的局限,还减小了输出二极管的电压应力,且耦合电感中的漏感缓解了二极管反向恢复问题。利用有源钳位的方法减小了开关两端的应力,并使所有开关管实现软开通,使电路损耗得以降低。     

双向隔离型DC-DC变换器的双移相优化控制

针对双向隔离型DC-DC变换器采用双移相控制策略时会减小开关管实现"软开关"的范围,使系统效率降低的问题,提出了一种优化控制算法。该控制算法以抑制系统回流功率和扩大开关管软开关范围为约束条件,优选出系统的最优运行点。搭建了硬件电路,对所提控制策略进行验证,可知系统在该最优运行点下,回流功率仅为传输有功功率的1%,同时系统效率也达到了最高。实验结果表明,采用所提的优化控制算法能够协调系统对开关管"软开关"的范围和回流功率的要求,使系统在满足桥臂功率管"软开关"条件的同时,得到更小的回流功率。     

LLC谐振全桥DC/DC变换器设计

以PET中DC-DC变换器为主要研究对象,根据给出的指标,对全桥LLC谐振变换器的主电路进行了详细的设计,主要有谐振参数的设计,利用磁集成思想,设计磁集成变压器,可以大大减小变换器的体积和重量,并在参数设计的基础上完成器件的选型。利用PEmag和Maxwell仿真软件设计磁集成变压器,验证磁集成变压器参数。并在实验样机上进行实验研究,实验结果验证了DC-DC变换器的理论研究和设计方法的正确性及有效性。     

直流微电网双向AC/DC变换器并联系统控制策略仿真研究

为了便于扩展直流微电网的容量与增强系统可靠性,采用双向AC/DC变换器并联系统来实现直流微电网与大电网之间的能量交互。提出了一种直流微电网双向AC/DC变换器并联系统的低电压偏移功率均分控制策略,通过反馈直流线路的平均电流作为全局变量,并引入积分环节,实现了各变换器的功率精确分配而不受线路参数的影响。通过引入平均输出电压比例积分控制,减小了直流母线电压的偏移。探讨了二次纹波电流对并联系统功率控制的影响,引入带阻滤波器,抑制二次纹波电流和电压对并网电流畸变率的影响。分析了变换器并联系统的稳定性,给出了合适的控制参数。最后,仿真验证了所提出的控制策略的有效性。     

Z-源稀疏矩阵变换器励磁的双馈风力发电系统

针对矩阵变换器电压传输比低和其励磁的双馈风力发电系统(DFIG)易受非正常输入波动影响的不足,提出了一种适用于DFIG励磁的Z-源稀疏矩阵变换器系统。利用Z-源的升压特性来提高电压传输比,检测电容电压实现对直通因子的自动调节,从而实现对网侧波动的自动抑制。建立了系统数学模型,推导了DFIG系统定子磁场定向矢量控制策略表达式,搭建试验样机对所提方案进行试验验证,在亚同步、同步、超同步三种发电状态下的波形和并网试验结果验证了方案的可行和有效性。     

交直流混合微电网接口变换器虚拟同步发电机控制方法

随着分布式发电技术的推广,交直流混合微网以其灵活性正得到越来越广泛的研究和应用,而接口变流器是其核心部件。提出了一种接口变换器虚拟同步发电机控制策略。该策略不仅能使交直流子网有功功率分配更加均匀,还能使系统在大容量负荷投切过程中响应更加平滑,降低交直流子网快速功率波动的耦合影响。Matlab/Simulink仿真算例的验证结果表明,提出的接口变换器虚拟同步发电机控制方法能够降低交直流子网功率传导影响,有利于提高交直流微电网的运行稳定性。