一种10 MHz高频DC-DC功率变换器及其同步整流技术

该文设计一种具有准零相位差同步驱动信号的10 MHz DC-DC功率变换器，通过设计逆变器输出电压与整流器输入电压近似同相位，整流器和逆变器可以采用同一驱动信号，简化了同步整流开关管的控制难度，实现了10 MHz下可靠、简洁的同步整流控制。同时，为满足主拓扑要求，构建具有二次侧准无漏感特性的嵌套环形3D变压器，大大减少了传统变压器二次侧漏感对于同步整流控制的影响，并提出由多个印制电路板（PCB）结合来制作嵌套环形3D变压器的方法。最终，设计了一台48 V输入、12 V/28 W输出的实验样机，实验结果验证了所提出的控制方法和数值设计方法的可行性。     

基于自适应零电压矢量双脉冲法的永磁同步电机带速重投策略

在某些特殊应用场合，永磁同步电机运行过程中可能发生断电，需要其在旋转状态下重新启动，即带速重投，准确的初始位置/转速观测是带速重投的基础。针对传统零电压矢量脉冲法在高转速下初始位置/转速观测时脉冲宽度和脉冲间隔无法自动调节的问题，研究零电压矢量脉宽和脉冲间隔自适应调节策略。通过比较实时监测的短路电流矢量幅值与所设置的临界值，进行零电压矢量脉冲宽度自适应调节；根据零电压矢量单脉冲法的转速预估结果，实现脉冲间隔自适应调节。实验结果表明，所研究的自适应零电压矢量双脉冲法能够针对不同的初始转速自适应确定合适的脉宽和脉冲间隔，有利于提高高转速下初始位置/转速观测和带速重投性能。     

结构简单的并联谐振直流环节型逆变器及其调制策略研究EI北大核心CSCD

针对一种新型并联谐振直流环节逆变器的辅助换流电路存在的电流应力高、导通损耗大、元器件数目多等问题,该文提出一种优化改进调制策略,其由3部分组成:基于1型不连续的脉冲宽度调制策略,且以斜率正负交替的锯齿波作为载波,在此二者基础上施用分流死区。在所提调制策略下可以对原拓扑的辅助换流电路进行化简,减少一组谐振电路,以降低硬件成本。与原调制策略相比,所提调制策略在不改变辅助换流电路动作频率的前提下,不仅可以实现所有开关器件的软开关动作,而且可以避免辅助换流电路工作过程中产生的谐振电流与负载电流的叠加,从而有效降低辅助换流电路的导通损耗及其内部开关器件的电流应力。文中对所提调制策略的原理进行详细叙述,由此推导简化拓扑的工作模式,并分析其电压/电流应力、元器件数目、参数设计等特性,最后通过一台通用实验样机(SiC MOSFET,5kW/40kHz),对比于原拓扑及原调制策略,以验证所提理论的有效性。     

基于三重移相控制的双有源桥变换器研究

为了加快“碳中和”及“碳达峰”的进程，可再生能源逐渐取代了化石能源，成为了未来主要的发电方式。储能系统与双向变换器的组合成为了维持微网电压稳定、削峰填谷的核心组件。针对这一背景，对具有较强双向调节能力的双有源桥变换器展开研究。采用三重移相控制，详细分析了变换器在特定工作模式下的工作过程。此工作模式适用于轻载条件，具有双向能量传输的能力。建立了相应的电流应力、传输功率和软开关特性的数学模型。基于电流应力的变化情况，提出了一种基于三重移相控制的电流应力优化策略。以电流应力为目标函数，以软开关范围和模式边界为限制条件，求解得到了最优移相比组合。该优化控制策略可以在保证软开关运行条件下减小变换器的电流应力，提高变换器的性能。最后通过实验测试验证了理论分析的正确性。     

考虑内–外生双重不确定性的风储系统联合规划方法EI北大核心CSCD

风电场配置储能设备提供了良好的并网特性,但传统风储联合规划中,仅考虑不受决策结果影响的外生不确定性,受决策影响的内生不确定性被忽视,无法给出兼具经济性和鲁棒性的规划方案。为此,首先从不确定优化理论的角度梳理风储联合规划的模型演化路径,给出对应优化模型的拓扑表示。引入随机过程中的鞅理论,针对不确定性的外生与内生问题进行严格数学定义加以区分,并采用散度对风储联合规划中的内生与外生不确定性进行数学建模,同时设计参考分布修正过程使内生不确定性的参考分布逼近真实分布。构建改进分布鲁棒优化模型,设计对应的求解流程。最后,以改进IEEE 30节点系统和中国蒙西某区域电网验证所提模型的有效性和通用性,分析储能配置与内生不确定性间的相互影响,为该类规划问题提供先验信息支撑。     

感应电机弱磁区转矩输出与电流动态性同步提升控制策略EI北大核心CSCD

弱磁控制技术是感应电机高速驱动的核心技术之一,传统弱磁方案存在直流母线电压利用率低与电压饱和问题,造成弱磁区感应电机输出转矩不足与电流动态性变差的问题。为提升弱磁区电压利用率并抑制电压饱和,同步提升弱磁区输出转矩与电流动态性,文中提出优化的六边形电压拓展策略。首先,设计随电压矢量旋转实时更新的六边形电压给定以实现六边形电压拓展,并定量分析六边形拓展电压下的最大转矩提升;进一步分析六边形电压运行情况下,零电压裕量状态造成的电流动态性问题,提出励磁电流优先控制的优化方案。最后,通过对比实验验证所提出方法的有效性。     

用FUJITSU单片机实现的变频空调全数字空间矢量PWM逆变器

变频空调压缩机为恒转矩负载。针对其调速要求，提出了一种基于FUJITSU单片机的全数字空间矢量PWM逆变器，使之在电网电压波动情况下输出转矩仍为恒定，并成功的应用于变频空调中，效果良好。     

基于氮化镓的高频LLC变换器研究

5G时代的到来对电源系统提出了更高的要求，即要求变换器具有高效率、高功率密度以及快速动态响应。针对该问题，使用第三代宽禁带半导体器件氮化镓（GaN）晶体管，优化变压器结构，采用新型分数匝结构，通过DSP数字控制方法设计一款400 V转12 V、输出功率为500 W的高效率、高功率密度LLC谐振变换器。通过理论分析高频状态下实际LLC电路参数影响，确定系统优化方向，并结合有限元仿真软件改进分数匝变压器结构，最后搭建实物平台验证理论的可行性。     

适用于宽增益范围的可重构单级DC-DC变换器及其磁元件设计

该文基于开关电容结构与谐振网络单元的优势，提出适用于宽增益范围的模块化可重构单级DC-DC变换器，可根据输入电压范围来选择串入模块的数量，从而达到等效压缩谐振单元输入电压范围的目的，实现了变换器在宽增益范围内的高效率。同时，为了减小器件并联带来的不均流和局部过热等问题，该文设计了一种磁集成结构以代替传统采用分立磁心实现的平面矩阵变压器，并对比展示了所提出磁集成结构在变压器总损耗与功率密度上的优势，同时还给出了所提出磁集成结构变压器的损耗计算模型及其优化设计的方法。最后针对宽增益场景设计了输入电压为200～400V，额定功率500W的样机，验证了拓扑以及磁结构的有效性和正确性。