一种单级隔离型Sepic逆变器

提出了一种新型单级隔离型Sepic逆变器。该逆变器只需三个有源开关和一个高频变压器,结构简单、易于实现。该逆变器由直流Sepic变换器扩展而来,因而具有升降压能力,适于直流侧电压宽范围波动的可再生能源发电系统。介绍了所提逆变器的电路结构和工作原理,采用单周期控制实现了系统的闭环控制;给出了该逆变器的磁集成设计方案;在理论分析的基础上,进行了仿真和实验验证。仿真和实验结果表明,该逆变器具有良好的动、静态性能。     

三电平双降压式半桥逆变器

该逆变器保留了两电平双降压式半桥逆变器无桥臂直通和高频高效率运行的优点.同时,相对于两电平的结构,其开关管的电压应力得到了降低,桥臂输出电压波形的谐波也得到了改善.分析了三电平双降压式半桥逆变器的电路工作原理,提出了一种实现三态运行的电流滞环控制策略,该控制策略实现了电路的半周期运行模式.最后对1 kVA的原理样机进行实验,实验结果验证了该三电平双降压式半桥逆变器具有优良的性能.     

一种单级三相Cuk三电平逆变器研究

该文提出一种单级三相Cuk三电平逆变器。该逆变器由Cuk飞跨电容型三电平DC-DC变换器进行三相拓展而构成。借助于Cuk变换器可升降压的工作特性,该逆变器具备实现升降压逆变的能力,同时兼顾三电平逆变器在中高功率应用场合中的优势。此外,本文采用载波相移调制方式,实现了飞跨电容的电压自平衡。首先介绍该逆变器的拓扑结构与调制方式,然后分析该逆变器在载波相移调制方式下的工作模式与工作特性,并在此基础上推导电路稳态数学关系与输入输出电压增益。最终确定电压闭环的控制策略,并通过仿真与实验结果验证该逆变器可实现单级升降压,且输出电压增益范围宽,适合应用于可再生能源发电领域。     

六开关非隔离型双降压光伏并网逆变器共模漏电流抑制研究

共模漏电流的抑制是非隔离型光伏并网逆变器需要解决的关键问题。双降压逆变器克服了传统桥式逆变器上下桥臂的直通问题,能够避免驱动信号死区引入的低次谐波。提出一种六开关非隔离型双降压并网逆变器拓扑,分析了其电路工作原理,并给出了其相应的半周期控制策略,使共模电压保持恒定,有效抑制了系统共模漏电流。最后通过仿真验证了所提逆变器电路结构和对共模漏电流分析的正确性。     

三开关单级升降压并网逆变器PID控制器优化

介绍了一种三开关单级单相升降压并网逆变器的拓扑结构,该逆变器能够满足较宽输入电压范围下的并网运行,且具有器件最少、控制简单和效率高等优点。通过分析该逆变器在电感电流断续模式(DCM)下的电路及交流(AC)小信号模型,再根据一种能同时反映积分性能和鲁棒性能的指标优化准则,得到比例积分微分(PID)控制器的优化参数。最后进行仿真及实验研究,结果表明该三开关并网逆变器能够实现直流(DC)输入电压为100～300 V的并网运行,且输出电流波形满足并网要求。     

电压宽范围输入Boost-Buck电路

针对Buck-Boost电路在某种工作模态下输入电流断续、开关器件电压应力高的问题,给出一种可实现单位功率因数输入、升降压功能、开关器件电压应力固定的Boost-Buck电路。该电路拓扑结合了Boost电路和Buck的特点,具有电路拓扑结构简单、器件应力低、电流检测简单、效率高等优点。达到与BuckBoost电路相同的功能。对电路的工作状态进行了分析,给出相应的控制策略,并对电路效率做出初步计算。仿真与实验结果验证了所提拓扑和控制策略的可行性。     

具有大范围升-降压功能的新型单级逆变电路

提出一种具有大范围升-降压功能的单级逆变电路,简称高升压增益单级逆变器(HVRSSI)。研究了其具体的工作模式和升-降压功能的实现机理,推导了电路各部分的电压关系。该变换器利用独特的LC结构代替了传统电压源逆变器直流侧的电容,利用逆变器上下管的"直通"实现了直流链电压VPN的大范围升压功能,同时提高了逆变器的可靠性。和现有单级逆变电路(譬如ZSIs)不同,HVRSSI电路的升压比B和直通占空比Dsh成反比,在较小的直通占空比时能够得到较高的升压比,克服了Z源逆变器等受"直通占空比Dsh和调制因子M相互制约"的限制而升压能力不足的缺陷。高升压增益逆变电路输出交流电压随调制因子M的变化趋势和传统电压源逆变器一致,随M的增大而增大,不同于其他单级逆变器,该一致性使得调节更快捷。通过实验室设计的1k W样机对所提电路进行相关性能检测,实验结果与理论分析和仿真研究完全符合,验证了所提变换器的有效性和实用性。     

有源升降压逆变器双模式调制策略研究

新能源发电系统要求逆变器具有宽输入电压适应能力,该文基于有源升降压逆变器拓扑,对恒升压比调制和双模态调制两种调制方法进行对比。双模态调制根据不同的直流输入与瞬时的交流输出电压大小关系,使电路呈现出不同的等效电路结构,且每种结构均只有部分开关管高频工作,有利于提高变换效率。还对两种调制下电感电流、开关管电流应力进行分析比较。实验结果表明,该变换器可双模式工作,具有宽输入电压适应能力。     

适合宽输入电压的单级升降压逆变器

光伏电池受环境、光照、温度等因素的影响,其输出电压范围宽,光伏并网逆变器需要完成逆变与升压两个功能。提出一种新型的适用于宽输入电压的单级式升降压逆变器拓扑,基于"虚拟变压器"的结构,在单级功率变换中实现逆变与升压的功能。采用高频的功率开关器件构成变比连续可调的虚拟升压变压器,替代传统笨重的工频升压变压器,使得逆变系统的体积、重量以及成本降低,易于集成,并且提高了变换效率。对该逆变器降压逆变与升压逆变的两种工作模式进行分析,给出调制策略的具体实现方案。仿真与实验结果表明,所提出的拓扑适合宽输入电压的升降压逆变场合。     

两级式电流滞环控制逆变器的研究与优化设计

分析研究了一种两级式电流滞环控制逆变器的电路结构及其工作原理,该电路由前级交错并联双管正激直流变换器与后级电流滞环控制逆变器级联而成.讨论了前级部分的控制方式对变换器效率的影响,给出了滞环宽度和输出滤波电感等关键电路参数的选取与设计方法,优化设计并研制了一台原理样机.实验表明,两级式电流滞环控制逆变器具有控制简单、动态...     

耦合电感宽输入有源升降压逆变器

传统升压电路由于占空比的限制,升压能力有限,要使输出电压恒定,输入直流电压不能太低。提出了一种耦合电感宽输入有源升降压逆变器,分析了电路的工作模态、开关管应力和电路增益。通过设置耦合电感的匝比,在输入电压较低时,该电路可以实现较高幅值的交流电压输出;输入电压较高时可以实现降压逆变。适时修正耦合电感Boost AC/AC电路的占空比,可以使电路增益保持恒定。仿真和实验结果表明该电路能够在较宽的输入电压范围内实现升压和降压逆变。     

500VA高效率单相航空静止变流器研制

给出了一种新型单相航空静止变流器;分析了它的工作原理和特性.该静止变流器的前级采用推挽正激式变换器;后级采用双降压式逆变器.根据电路拓扑的特点,对功率MOSFET和功率二极管进行了优化设计,使两级变换器均达到了较高的效率.另外,还对两级变换器的驱动电路进行了优化设计,从而保证了系统实现高效率.给出的500VA航空静止变流器的实验波形和测试结果进一步证明了分析与设计的有效性.     

直驱风电系统直/直变换电路的设计与控制

风速低,直驱风电系统发电机输出电压较低;风速高,发电机输出电压又较高.为保证后接并网逆变器的正常运行,需要在整流后设置升压、降压变换电路,以控制施加到并网逆变器上的电源电压.阐述了直驱风电系统直/直变换电路的构成,详细分析了变换电路工作原理与控制方法,设计并构成了实际试验系统.系统实验运行结果表明:具备升降压功能的直/直变换电路可以实现输入电压的升降压变换,能够保证后续逆变器安全稳定运行.     

一种新型飞跨电容型Zeta多电平逆变器

该文提出一种新型飞跨电容型多电平逆变器,该逆变器由Zeta变换器进行演变推导而得,具有可升降压、电容可自均压、钳位器件少、拓扑延展性好等优点,克服了传统多电平逆变器在应用方面的局限性。该文首先介绍该逆变器的工作原理,并采用单极性载波相移调制策略,在不提高载波频率的基础上提高其等效开关频率,降低输出电压的总谐波畸变率。此外,对Zeta五电平逆变器的开关器件电压应力、电容自均压的实现、升降压能力和拓扑延展性能方面进行分析。所提逆变器采用PR调节器对其进行闭环控制,通过仿真对其可行性进行验证,且在理论分析和仿真证明的基础上,对Zeta五电平逆变器搭建一台实验样机,实验结果验证该理论分析及仿真结果的正确性,以及该逆变器具有良好的动静态性能。     

Z源逆变器光伏并网系统光伏电池MPPT和逆变器并网的单级控制

Z源逆变器光伏发电系统是一种具有升/降压功能的单级系统。它可以通过调节直通占空比实现前级光伏电池的最大功率跟踪(MPPT)控制,然后由逆变器调制因子M实现并网控制,简称为两级控制。两级控制策略虽然控制器设计简单,但是在逆变器额定电压输出的情况下,调制因子小、有源元件电压应力和输出电流谐波含量高。本文提出了一种基于统一电压空间矢量的单级控制策略,从系统的角度出发,整合直流链升压电路控制量B和逆变器并网电路控制量U为一个变量——统一电压空间矢量U′。通过控制统一电压空间矢量的长度,进而达到同时控制直通占空比和逆变器调制因子的功能。该策略充分利用了直通零矢量,使逆变器的调整因子M增大,直流电压利用率高,相应地有源器件的电压应力和逆变器输出电流谐波得到很大的改善,并发挥了单级电路整机效率高的优势。实验结果验证了理论分析的正确性与实用性。     

高效率五电平双降压式全桥并网逆变器

为提高并网逆变器的变换效率,提出一种新颖的五电平双降压式全桥并网逆变器,它由三电平双降压式全桥拓扑、输入分压电容和钳位支路组合得到。其滤波电感和开关器件的电压阶梯仅为输入电压的一半,故磁性元件体积小、质量轻,且每个开关周期仅有一个开关管高频动作,降低了开关损耗。分析了该拓扑的工作原理和调制策略,并分别搭建五电平和三电平双降压式全桥并网逆变器实验样机进行效率比较。实验结果表明,所提五电平拓扑的欧洲效率较三电平拓扑高出0.5%。由三电平双降压式半桥拓扑与两电平桥臂组合,提出另外2种五电平双降压式全桥并网逆变器拓扑。最后对提出的3种拓扑的损耗和成本进行了详细的分析和对比。     

无源无损软开关双降压式全桥逆变器

针对目前多数软开关逆变器拓扑结构都需要附加辅助开关器件来实现软开关技术,导致检测控制复杂这一问题,提出了一种新颖的无源无损软开关双降压式全桥逆变器。该电路在双降压全桥逆变器的基础上加入无源无损吸收电路,既保留了双降压全桥逆变器高效可靠的优点,同时利用双降压式全桥逆变器单向DC-DC的结构特点,通过增加无源无损吸收电路来实现软开关技术,利用无源器件自身的谐振过程改善功率器件的开关状况,减小开关管的关断损耗,同时使开关管导通期间无源无损吸收电路存储的能量得到有效转移。分析对比了七种拓扑结构的可靠度,表明无源无损软开关双降压式全桥逆变器具有较高的可靠性。实验表明了所提出的无源无损吸收电路有效地减小了开关损耗,提高了系统效率。     

一种新型单级非隔离双Cuk逆变器

为适应可再生能源发电系统宽范围变化的直流电压,提出一种新型单级非隔离双Cuk逆变器。该逆变器是将两个改进的Cuk直流变换器通过输入串联、输出并联的组合而成的。借助于Cuk直流变换器的升降压能力,使得该逆变器可以适应于宽范围变化的输入直流电压。介绍该逆变器的工作原理和参数设计方法,推导其数学模型并设计闭环调节器。在理论分析的基础上,进行仿真和试验验证。仿真和试验结果表明,该逆变器具有升降压能力,适用于输入电压宽范围波动的应用场合;通过设置适当的调节器,该逆变器可以获得良好的动、静态性能。     

三相双降压逆变器中电感的磁集成方式比较与优化设计

三相双降压逆变器克服了传统桥式逆变器中桥臂功率管直通的问题,可靠性高,但输出滤波电感数量多、体积大,利用磁集成的技术可以减小磁性元件的体积重量,提高系统功率密度。针对该问题从电感耦合方式的角度入手分析不同磁集成方案,从电路原理上讨论各方案的可行性及电感对进网电流波形和电路运行特性的影响。据此提出一种同名端相连不完全耦合的电感集成方案,其等效的三电感形式和传统双降压拓扑中两电感在电路中工作特性一致。和已有的磁集成方案及不采用任何磁集成方案相比,该方案在电感体积和滤波效果等方面均得到优化。最后设计并搭建一台15 k V·A的三相双降压并网逆变器原理样机进行实验验证,实验结果与理论分析吻合。     

SPWM控制技术在双Buck逆变器中的应用

以研制用于新型航空地面电源的逆变器为对象,研究了双降压式半桥逆变电路(Dual Buck Inverter,简称DBI)加双极性正弦脉宽调制(SPWM)控制技术;详细分析了双降压式半桥逆变器与全桥逆变器相比的优点和双降压式半桥逆变器的工作模式,以及与电流滞环控制相比双极性SPWM技术运用在大功率逆变器的好处;最后介绍了输出115V/400Hz/10kW的实验样机;给出了逆变器的仿真结果和实验数据,证明了该方案实现大功率逆变器的可行性。