150W PT功率变换器输入匹配网络的设计

本文从PT本身的工作特点和电气特性出发，提出PT功率变换器主电路的设计方法——窄带控制方法，并应用该主导思想设计并验证了输入匹配网络，主要完成了如下工作：⑴分析了输入匹配网络的作用，给出了设计方法，并计算出各个参数；⑵根据确定的参数用Pspice进行了仿真，结果显示系统达到设计的要求；⑶测量了加入匹配网络后的关键实验波形，波形显示，加入输入匹配网络后，基本满足设计要求。实现了窄带控制，输出功率达到150W，效率达到90％。     

冰箱压缩机匹配中输入功率变化的理论分析

当前的冰箱压缩机匹配工作中,存在冰箱输入功率远小于压缩机入厂时实测输入功率的普遍现象,本文利用工程热力学分析这一现象,通过理论计算,讨论影响压缩机功率变化的各项因素。     

宽负载范围超高频功率变换技术：谐振参数设计与匹配网络构建

随着电力电子技术的不断发展,超高频（30～300MHz）功率变换器逐渐成为研究热点。超高频功率变换器能有效减小系统无源元件的数值与体积,极大地提高系统的功率密度。传统的研究主要针对固定负载进行逆变器的参数设计,且基于此方法设计的变换器参数敏感度很高,然而实际场景下逆变器的负载会在一个宽范围内变化,这就对超高频变换系统的高效运行提出了挑战。该文主要针对这种宽负载超高频变换系统的谐振参数与匹配网络进行综述,介绍并比较目前超高频功率变换器的参数设计方法,同时讨论分析适用于超高频功率变换器的阻抗变换与压缩网络结构,为宽负载范围超高频功率变换器高效运行的后续研究提供理论参考。     

一种适合宽输入范围的双电压输入功率变换器

在新能源发电领域,通过多输入电力电子变换器代替多个单输入变换器,可降低成本,提高系统的效率和稳定性。这里提出一种具备宽输入电压范围的双输入电力电子变换器,其具备结构简单、宽输入电压范围和良好的容错能力。具体而言,分析了变换器的工作原理,并给出了变换器的稳态特性,最后通过搭建样机验证了理论分析的正确性和可行性。     

具有最大功率点跟踪功能的双输入反激DC-DC变换器

近年来,太阳能、风能、燃料电池等绿色洁净新能源的利用越来越受到社会的关注,多输入变换器因为可以很好地整合多种能源而被广泛地应用于新能源开发中。本文采用双输入反激DC-DC变换器实现了太阳能电池和市电两种能源对负载的稳定供电,根据各种太阳能电池的特点,提出了双输入反激DC-DC变换器的控制策略,一方面使太阳能电池工作在最优状态,实现输出最大功率点跟踪,提高太阳能的利用率。另一方面当负载变化以及太阳能电池输出能量不足时可以从市电获取足够的能量以保证输出电压的稳定。最后通过仿真与实验,验证了本方案的可行性。     

Buck变换器阻尼输入滤波器的设计

介绍了利用Middlebrook’s extra element theorem滤波器设计准则对Buck变换器阻尼L-C输入滤波器进行设计的具体步骤。无阻尼输入滤波器可能使变换器系统不稳定或者振荡。阻尼输入滤波器尽管有多种形式,但是有些并不实用。本文对实用阻尼输入滤波器进行了具体设计。虽然以Buck变换器为基础进行分析设计,对于其他DC-DC变换器同样适用。     

矩阵变换器的阻尼输入滤波器设计

在输入侧将矩阵变换器等效为一个buck型PWM整流器,推导出了采用LC滤波器的矩阵变换器输入电流与输出电流及输入电压之间的传递函数关系。给出了输入滤波器中的电感及电容参数选择方法。分析表明若输入滤波器仅采用LC电路将导致谐振频率附近输入电流振荡,引起系统不稳定。给出了一种带阻尼的输入滤波器的设计方法并进行了仿真验证。同时分析了矩阵变换器的电磁传导发射EMI特性,指出工业化的矩阵变换器需要加装EMI波器。     

矩阵变换器的阻尼输入滤波器设计

在输入侧将矩阵变换器等效为一个buck型PWM整流器,推导出了采用LC滤波器的矩阵变换器输入电流与输出电流及输入电压之间的传递函数关系.给出了输入滤波器中的电感及电容参数选择方法.分析表明若输入滤波器仅采用LC电路将导致谐振频率附近输入电流振荡,引起系统不稳定.给出了一种带阻尼的输入滤波器的设计方法并进行了仿真验证.同...     

开关磁阻电动机功率变换器设计

分析了两种常用的四相开关磁阻电动机(Switched Reluctance Motor,简称SRM)功率变换器主电路;给出了新型功率变换器主电路.结合对5.5 kW四相SRM调速系统的研制实践,通过增加DC/DC变换器来提高放电电压加速绕组放电,改善电流波形,提高输出功率.最后给出了实验结果.     

新型双输入Boost变换器

针对传统的多输入变换器(MIC)具有电路结构复杂、电压增益低或开关器件电压应力高的问题,提出了一种新型双输入Boost变换器拓扑结构.该拓扑由2个完全一致的基本Boost变换器子拓扑构成,每个基本Boost变换器的功率开关管分别并联一个功率二极管,在单输入状态时一个始终导通.另一个始终关断;在双输入状态时,2个功率二极管全部关断.分析了2种输入状态下的工作原理及各个阶段的工作模态,结果表明该变换器适合工作在双输入状态,且在此状态时可以实现2种不同性质的电源输入,具有电压增益高、开关器件电压应力低等优点.研制了一台输出功率为240 W的双输入Boost变换器原理样机,通过实验验证了理论分析的正确性.     

电压源换流器的高压取能电源设计

介绍了电压源换流器(VSC)的高压输入取能电源的需求,提出了满足3 300 V电压等级的双管反激式高压输入取能电源的设计方法,通过实验和工程应用证明了设计的高压输入取能电源具有输入电压范围宽、启动冲击电流和损耗小、性能可靠等优点,完全满足VSC的子功率模块供电要求。     

双输入磁集成开关电感Zeta变换器

为了提高传统Zeta变换器的电压增益、减小电感电流纹波和变换器中磁性器件的体积和重量,提出了一种双输入磁集成开关电感Zeta变换器。该变换器是在传统Zeta变换器的基础上增加一路输入变为双电源输入Zeta变换器,并在结构中用2个开关电感单元分别代替储能电感,对开关电感单元中的电感进行了磁集成。通过分析变换器的不同工作模态,推导出变换器的电压增益表达式,分析了电感电流纹波的大小,并给出了变换器的磁集成设计方案。与传统Zeta变换器相比,所提变换器的电压增益提高了2(1+D)倍,开关电感电流纹波减小了近一半。最后用仿真及实验对理论分析进行验证,结果表明所提变换器具有优良的综合性能。     

一种单级高频AC-AC变换器的低通输入滤波器的参数设计

单级高频AC-AC变换器将工频电网电压转换为高频(一般大于100k Hz)正弦交流电压,并实现功率因数校正的功能。由于其功率因数校正单元工作于电流断续模式(DCM),使得输入电流含有大量高次谐波,需采用低通输入滤波器予以滤除。上述低通输入滤波器的滤波参数不仅影响其滤波性能,还会影响到输入功率因数等诸多方面,因此滤波参数的确定十分重要。首先,根据叠加定理分别建立变换器交流侧等效电路模型,即工频分量和开关频率分量单独作用下的等效电路;进而,根据滤波器输入、输出要求合理设置相关预设参数,使加入滤波器后电网输入侧满足能量之星关于功率因数的要求。在此基础上以LC低通输入滤波器为例,对输入滤波器参数的定量设计过程进行详细阐述,并归纳出一种程序化的设计方法;最后,进行仿真及实验验证设计方法的正确性,该方法也可用于单级有源功率校正器的输入滤波器设计,而且对设计其他类型的低通输入滤波器有借鉴价值。     

矩阵变换器输入滤波器的多目标优化设计

在深入分析滤波器对系统物理本质影响的基础上，选取了适当的滤波器结构，归纳、总结和完善了矩阵变换器输入滤波器的设计原则。提出一种输入滤波器的多目标优化设计方法。该方法以确保系统稳定、谐波总畸变率低、避免开关频率谐波电流造成滤波器谐振为约束，以工程费用、基频压降、基频相移、功率稳定裕量和阻尼电阻功耗为目标。从矩阵变换器系统稳态数学模型出发，推导出各项性能指标及约束条件的解析表达式。提出采用基于Pareto最优的非劣排序遗传算法（NSGA-II），并对此算法的约束处理作了改进。开发了通用的基于Pareto最优的输入滤波器的多目标优化算法软件，给出了具体优化实例，并对优化结果进行了分析。     

90W通用输入单级PFC转换器

本文提出了一种90W通用输入单级PFC转换器的解决方案,分析了基于NCP1651单级功率因数校正电路的主要性能,并给出了此电路的输出电压纹波、瞬态响应等测试结果。     

宽电压输入半桥型LLC谐振变换器设计与实验

半桥型LLC谐振变换器由于拓扑简单、工作效率高而得到广泛研究。此处针对宽电压输入的工作情况,采用脉冲频率调制(PFM),避免了传统PWM控制占空比变化范围大的问题。为了提升变换器效率,对各关键谐振参数进行设计,分析了其对电源输出特性的影响,使得初级开关管实现零电压开通(ZVS),次级二极管实现零电流关断(ZCS)。结合理论数学推导和增益曲线分析,设计了一台100 W的变频半桥型LLC谐振变换器样机,并完成了相关实验,验证了参数设计的正确性,样机的最大效率达到93.95%。同时对变换器进行了损耗分析,以便进一步优化设计。     

一种输入电流连续的新型半桥变换器设计

为了解决传统隔离型半桥变换器输入端电流断续造成的电磁干扰(EMI)等问题,提出了一种新型半桥变换器拓扑,它利用隔离变压器漏感和耦合电容构成输入滤波器实现了输入电流的连续。对变换器拓扑及其工作原理进行了分析,提出了隔离变压器和耦合电容的参数设计方法。最后,对新型拓扑进行了实验验证,结果表明新型半桥变换器实现了输入电流的连续,并有效减小了变压器漏感造成的开关管关断电压尖峰。