倍频式功率合成大功率感应加热电源的研究

以400 kHz/350 kW感应加热电源为研究对象,选择适合该电源的串联型逆变器,采用功率器件IGBT并联倍频分时控制策略,通过控制不同周期段各自的IGBT组来提高系统的频率和器件的利用率。基于器件串并联扩容技术会带来电压、电流分配不均的问题,采用了变压器初级并联、次级串联的功率合成方法,通过提高变压器次级电压来间接提高电源容量,由于变比一致,变压器初级电流实现了强制均流,在一定程度上放宽了对逆变器一致性的要求。     

并联电源系统的输出电流分时控制设计

设计了一种并联电源供电系统,该系统内两个并联电源模块输出电流由单片机来分时控制,可有效排除两电源在供电时的相互干扰,能使两个电源模块按任意比例输出电流。该系统适用于多个电源并联组合供电。能带电更换单个电源。实现不停电维修供电设备。本设计极大地改善了供电系统的综合性能,具有很好的实际应用价值。     

电动汽车充电电源并联均流技术

电动汽车充电电源目前主要是采用多个充电电源并联供电方式实现大功率输出。这里以电流控制模式的充电电源模块为研究对象,研究了电流控制模式的充电电源自动实现多模块并联均流的原理,并在LTC3722-1集成控制器仿真建模基础上实现了电流内环控制电压外环,指出了电动汽车充电电源采用电流控制模式实现多模块并联均流的优点及其可行性。     

多相并联LLC电压型谐振逆变电源控制与调节

目前,逆变电源的相移控制一般应用在单个逆变器中,而逆变电源容量的提高常采用多管并联或高频变压器并联的方式实现.提出了一种控制、调节逆变电源并提高其输出功率的新方法.该方法通过控制多个逆变器间的相移来有效控制和调节逆变电源的输出功率,同时通过多相并联电感一电感一电容(LLC)电压型谐振逆变器来提高逆变电源输出功率.推导出了不同相移控制下各相逆变器输出电流、输出有功功率及负载电流和电源效率的计算公式,并对不同相移时逆变器输出有功功率、无功功率和负载功率进行了仿真分析,同时设计了两相并联相移控制LLC电压型谐振逆变电源实验样机,进行了实验验证.仿真和实验结果表明,所提出的新方法能有效控制和调节逆变电源的输出功率,提高电源容量,简化功率调节过程,降低开关损耗,从而提高系统效率.     

采用双环控制并联交错模拟PFC的研究

对于较大输出功率的单相有源功率因数校正器(PFC),其功率电路采用多级并联交错能减少电感容量,简化电感设计,降低网侧纹波电流,从而提高效率和功率密度.这里在单级PFC电压与电流双闭环控制原理和电感电流合成原理基础上,分析了两级并联交错PFC中IGBT占空比与纹波电流的关系,并进行了仿真分析.基于模拟控制器UCC2807...     

大容量电池多模块并联型化成电源的设计

针对大容量电池化成电源高稳定性、高可靠性、高效率的要求,根据电池充电各阶段的电压电流特点,提出了以DC-DC变换为核心的模块化并联型化成电源,设计了电源的主回路拓扑,计算了关键参数,采用电压电流双环进行控制。研制的样机能以1、2、4或更多功率单元并联输出的方式对不同充电阶段、不同功率等级的蓄电池进行有效充电。应用结果表明,采用多模块并联型方式设计的化成电源效率高,充电电压和电流的调整范围大,电流纹波小,满足各类型大容量电池化成工艺的严格要求。     

一种电流自平衡开关电源并联技术

为了解决大功率开关电源模块并联运行时均流问题,给出了一种应用于并联开关电源的电流自平衡控制方案。介绍了电源并联系统拓扑结构,分析了并联系统模块间环流、功率调节等关键性问题,设计了采用电流自平衡并联技术构成的恒压电源及恒流电源试验。仿真与试验表明,电源模块输出电压、电流波动分别小于0.83%和0.53%,模组之间电流不平衡度小于3.78%,瞬态响应快、稳定性好。     

基于IGBT并联技术的大功率智能模块研制

为了满足电动汽车用大功率变换器大电流输出、高功率密度和高性价比的要求,本文对IGBT并联技术进行了仿真和实验研究.在提出实用的半桥IGBT并联测试电路和评价指标的基础上,将三个IGBT半桥并联,设计了一个输出电流可以达到1200A,容量为1.4MW的智能功率模块.试验证明,测试电路和评价指标具有很强的实用性,设计的开关模块也具有很高的性价比.     

新型ZCS-PLL控制的大功率逆变电源的研究

提出一种基于数字锁相环(PLL)控制的零电流软开关(ZCS)新型中频感应加热电源。系统的主电路由三相AC/DC不控整流桥、Buck鄄DC/DC功率调节变换器和串联谐振DC/AC逆变桥构成。主电路的功率开关器件全部采用IGBT,并由一套TMS320LF2407数字信号处理器(DSP)控制。利用DSP丰富的硬件和软件资源,设计了智能数字功率调节器和数字锁相环,分别控制Buck变换器的直流输出功率和逆变器的工作频率,解决了感应加热电源中输出功率大范围地平滑调节和负载谐振电流、电压的同步锁相控制的难题,使逆变器IGBT在整个功率调节范围内均处于ZCS软开关状态。此外,逆变器输出电流始终工作于电流连续的CCM模式,功率转换效率高,开关损耗小,适应负载变化能力强。研制的实用电源功率调节范围为0.2～30kW,频率锁相跟踪有效范围为15～35kHz。     

基于DSP双环控制不间断电源的研究

研究了一种基于DSP数字控制的5kVA在线式不间断电源系统。该方案采用电感电流和输出电压瞬时值双环控制,以提高输出稳定性和动态响应。介绍了基于Infineon XC164CM DSP控制的逆变器及整个系统逻辑控制的设计方案。同时采用Infineon的IGBT模块F4-100R06KL4来构筑了不间断电源的功率部分。最后给出了试验结果,验证了设计的正确性。     

适用于风力发电机的可靠电力电子器件

单个IGBT摸块难以满足风力发电所需的大功率器件要求。本文阐述了采用串并联的方法提高耐压和扩大容量以满足风力发电机驱动器和大功率逆变器的要求，并对用于中压风力发电机驱动器和逆变器的IGBT摸块进行了分析，利用串并联IGBT摸块可得到更高的输出功率和效率。     

载波移相在大容量并联逆变电源中的应用

EAST（experimental advanced superconducting tokamak,超导托卡马克核聚变实验）快速控制电源是一种单相大容量逆变电源,其跟踪等离子体位移信号,对真空室内的线圈进行励磁控制,产生磁场实现等离子体位移控制。为满足等离子体位移快控电源大电流快速响应要求,采用多组变流器并联运行。电源系统采用移相PWM多重化技术,降低IGBT的开关损耗,提高变流器等效开关频率,改善输出波形。介绍了系统设计方案,并对输出谐波进行分析和仿真。实验结果说明该系统设计方案合理,控制策略有效,具备良好的大电流输出和快速响应能力。     

并联IGBT模块静动态均流方法研究

IGBT模块在电力电子技术中得到了越来越广泛的应用,在大功率应用中为了扩大电流容量,会将开关器件并联使用。IGBT模块并联使用时的主要问题是静态不均流和动态不均流,基于IGBT模块的输出特性曲线,建立了并联IGBT模块的静态模型,分析了影响静态不均流的主要因素,通过调整栅压法及外加阻抗法改善了静态不均流;基于IGBT模块的分布参数模型,建立了并联IGBT模块的动态模型,分析了影响动态不均流的主要因素,通过栅极电阻补偿法改善了动态不均流,并提出了一种基于模块参数的主动门极控制均流方法。文中两只IGBT模块(1 200 V/300 A)并联的实验研究证明了模型的正确性和静动态均流方法的有效性。     

兆瓦级并联型风电变流器热负荷平滑控制研究

风电变流器采用并联型结构能增加容量至兆瓦级,因而在风电机组中得到了广泛应用。由于变流器的运行功率随着风速变化,功率半导体器件的工作电流和驱动功率也随着变化,导致其结温波动显著,这将影响器件的寿命,并降低变流器的可靠性,而可靠性是兆瓦级风电变流器的关键性能之一。针对这个问题,本文提出了一种兆瓦级并联型风电变流器的热负荷平滑控制策略以提高变流器的热稳定性。在热负荷平滑控制中,额外的无功功率引入到变流器输出中,然后增加的无功电流能够使得当风速变小时,功率器件的热负荷保持平稳,从而使得其结温趋于更加稳定,生命周期延长,变流器的可靠性提高。最后,搭建了基于Matlab/PLECS的仿真平台,以3 MW并联型风电变流器为算例进行了仿真计算,计算结果表明,在热负荷平滑控制下,当变流器的热负荷变化时,IGBT的结温波动从原来的34℃下降到12℃,验证了该控制方法的有效性。     

超音频电源IGBT驱动脉冲重合时间的控制

IGBT并联式逆变超音频感应加热电源负载适应性强,频率可达70kHz,功率可达几百千瓦,现已在很多场合取代了SCR中频电源,广泛应用在感应加热领域.主要简述了IGBT并联式逆变器的工作原理,IGBT驱动脉冲重合时间的控制,以及重合时间不足或太长所引发的问题.     

快速、高精度的IGBT开关脉冲/直流稳流电源

介绍了一种快速、高精度的大功率IGBT脉冲 /直流稳流电源 ,分析并讨论了IGBT电源的电流快速性和IGBT线性控制技术。     

IGBT超音频感应加热电源相位跟踪的研究

介绍了传统并联谐振感应加热电源相位跟踪技术的工作原理，分析了实际工况中影响相位跟踪的几个主要因素。针对IGBT串联二极管承受反压值变化过大的问题，提出了通过直接检测IGBT串联二极管两端电压．实现其反压控制的方法。并对该方法的设计原理与实验结果进行了分析。     

基于IGBT并联技术的大功率PEBB模块研制

为了扩大电力电子装置的输出容量,可以对IGBT器件或者电力电子线路进行并联。前者在对功率密度、性价比要求较高的环境,如电动汽车、舰船和飞机上更为实用。在回顾前人对绝缘栅双极晶体管(InsulatedGateBipolarTransistorI,GBT)并联技术研究的基础上,解释了正温度系数IGBT适合并联的原因,总结了并联使用时的基本原则,然后提出了并联使用时的通用性评价指标。在此基础上,将电力电子积木(PowerElectronicsBuildingBlock,PEBB)的设计理念应用在IGBT模块并联中,构建了一个输出电流可以达到1.2kA,容量为1.4MW的PEBB模块。试验证明,提出的并联评价指标具有很强的可操作性,设计的PEBB模块也具有很强的实用性和很高的性价比。     

基于实时结温观测的电动汽车逆变器动态限流策略

针对电动汽车逆变器中功率模块因实时结温过高而造成器件乃至系统失效的问题,提出了基于实时结温观测反馈的逆变器动态电流限幅控制策略。建立绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的电热模型,在线观测功率模块中所有IGBT芯片和续流二极管(FWD)芯片的瞬时最大结温;将该热状态以及器件的最大可用热容量输入电流限幅控制器得到逆变器的最大运行电流值,实现逆变器的电流动态限幅控制。测试结果表明,所提控制策略使逆变器安全地工作在最大可用结温范围内,可使逆变器的运行性能极限最大化,提高系统的功率密度和可靠性。