矩阵变换器单相400 Hz变频电源研究

基于三相/单相矩阵变换器的主电路拓扑及正弦脉宽调制(SPWM)控制技术,提出了一种新的门极驱动策略。该策略综合了开关函数及SPWM信息,具有扇区自动切换,双向开关自然换流功能,克服了其他换流方式的一些缺点;无需检测负载电流及双向开关两端电压降的极性,易于实现,可靠性高。详细分析了其工作原理,并验证了方案的正确性。     

单相高频链矩阵变换器调制策略研究

针对单相高频链矩阵变换器阻感性负载安全换流问题,提出了正弦脉宽调制(SPWM)常规调制策略和SPWM混合调制策略两种解耦分时驱动策略,这两种策略均改变了矩阵变换器双向开关管共用一个驱动信号的方法。通过对比,突出了SPWM混合调制策略的优点,该策略无需检测负载电流极性,容易实现一步自适应换流,可有效抑制开关管电压浪涌,解决了双向开关管安全换流的难题。最后,利用Matlab软件建立了仿真模型,并搭建了实验平台,仿真和实验结果验证了SPWM混合调制策略的优越性。     

高频链三相矩阵式正弦波变换器研究

针对高频链矩阵式三相正弦波变换器,提出一种新的控制策略。该方法由前端逆变器将直流电源变换为高频交流等宽方波电压(单相14.28kHz),经变压器高频耦合;后端矩阵变换器(matrix converters,MC)(3×2矩阵)的双向开关采用解耦分时驱动。控制电路将常规的正弦脉宽调制(sinusoidal pulse width modulation,SPWM)信号进行适当的逻辑处理,作为MC新的驱动信号,该信号保留了SPWM信号的全部信息,其频率是载波的1/2。MC产生三相常规单极性与载波频率相等的SPWM脉冲序列,保留了SPWM模式的所有特性,滤波后得到三相交流输出。该策略MC可实现倍频效果、双向开关自然换流,且无须检测负载电流的极性;克服了该变换器中固有的电压、电流过冲,简单易于实现。分析工作原理,仿真及220V/50Hz 3.3kW实验样机验证了方案的正确性。     

单相优化开关模式空间矢量脉宽调制技术

为了有效降低单相逆变电源的开关损耗,提出将三相开关模式优化空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术思想应用于单相 PWM逆变电源,并阐述了该技术的实现方法。理论表明,单相优化 SVPWM技术与传统单相双极正弦脉宽调制(SPWM)技术相比,可降低50%开关损耗。实验验证了该技术的有效性。     

双向开关前置的单相升压APFC变换器建模与仿真

引入一种双向开关前置的单相升压APFC变换器拓扑,把双向开关放置在整流桥前端,较好地解决了传统单相升压APFC变换器电路置后的升压电感直流偏磁问题。本文介绍该电路的结构,分析研究电路的各种工作状态,对该拓扑进行了小信号建模,最后利用Matlab软件对该变换器电路进行了仿真分析。     

舌簧开关-双向晶闸管固态起动开关

在设计理想固态起动开关的领域中,获得最新进展的是用于单相分马力电机中的舌簧开关一双向晶闸管固态起动开关。这种开关的设计主要利用了单相电机在某一转速下,线电流与起动绕组电流之间的相位角。该相位角在电机额定转速时很小,趋于零,据此来使得开关切断电机的起动绕组,在电路反向时,随着阻转矩的增加,电机转速降低,该相位角增大,使舌簧开关激励晶闸管导通,恢复起动绕组电流。在舌簧开关-双向晶闸管起动开关中,仅使用舌簧开关和双向晶闸管两个基本元件。图1为其电路原理图,图2、图3描述了舌簧开关-双向晶闸管固态电路用于单相交流电机(电容式或分相式起动)中时复杂的电流波形。     

单相电流源型高频链矩阵式PET及解结耦调制

提出一种单相电流源型AC/AC高频链矩阵式电力电子变压器PET（power electronic transformer）拓扑,通过采用高频变压器进行磁耦合及功率传递,使用电流源型电路拓扑实现输入输出的电压变换,其变压器原边采用LC滤波器及矩阵变换器结构,而副边采用矩阵变换器及CL滤波器结构。为使矩阵变换器双向开关合理工作,提出一种前级单极倍频正弦脉宽调制SPWM（sinusoidal pulse width modulation）与后级混合脉宽调制HPWM（hybrid pulse width modulation）相结合的解结耦调制策略,对前级双向开关管进行整体式驱动,对后级双向开关管进行分立式驱动。为了拓宽电力电子变压器的变换特性,对其调制策略进行了变压、变频验证。在对调制原理和主电路工作状态分析的基础上,仿真验证了所提拓扑和调制策略的有效性及可行性。     

基于68HC908MR16单片机的光伏正弦波逆变电源

介绍了一种基于MOTOROLA公司生产的68HC908MR16单片机的光伏正弦波逆变电源。该系统应用SPWM技术将经太阳电池阵列充电后的蓄电池电压，逆变为标准的正弦单相220V、50Hz交流电源，同时采用新型的数字式PI调节器实现稳压控制，并通过与外界键盘监控系统进行串行通信实现参数调节和系统监控。     

基于DSP的单相SVPWM技术及其应用

针对单相PWM全桥逆变器,研究和分析了其空间电压矢量,在此基础上将空间矢量脉宽调制（SVPWM）应用于单相全桥逆变电源系统,并给出了基于DSP的实现方法。通过对单相SVPWM零电压矢量的分析,论证了单相SVPWM与正弦脉宽调制（SPWM）的统一,对不同开关模式进行了比较和分析,并提出了一种开关模式优化的SVPWM算法。实验结果验证了单相SVPWM算法的有效性。     

单相全桥三电平逆变器的控制与仿真

文中提出了一种对称型的单相全桥三电平逆变器,逆变器主要由两个桥臂组成,且每个桥臂有四个开关管,每个开关管的电压应力只有输入电压的一半。文章详细介绍了一种正弦脉宽调制(SPWM)控制策略,由两个同相的三角载波和正弦调制波的正反相分别交接得到四个不同的脉冲信号,再结合稳定性好的双闭环控制策略,这种控制方法提高了单相全桥逆变器输出电压的外特性。通过Matlab/Simulink的仿真,在SPWM双闭环控制策略的情况下,三电平逆变器的输出电压在负载波动时基本保持不变。同时验证了单相全桥三电平逆变器的优点和SPWM双闭环控制策略的有效性。     

一种新型四象限级联型多电平逆变器拓扑

传统级联型多电平逆变器无法实现能量双向流动.提出一种可四象限运行的新型级联型多电平逆变器拓扑.将PWM整流器与传统H桥逆变器相结合,进而实现了级联型逆变器的四象限运行.提出一种限频式电流滞环控制方法,以获得优良的输入电流控制特性;将载波移相SPWM技术引入到级联型逆变器,有效减小了输出电压电流谐波.对单相三单元逆变器拓扑进行了实验验证.所提出的逆变器拓扑具有输入电流波形近似正弦,无需移相变压器,自动实现能量的双向流动等优点.仿真和实验结果证明了该拓扑的正确性和可行性.     

RB-IGBT矩阵变换器传动系统中的一种新颖两步换流策略

本文基于600V/100A逆阻式IGBT(RB-IGBT)研制了一台三相/三相矩阵变换器样机.实验中采用间接空间矢量调制算法,实现了该样机对一台异步电机的转差频率闭环恒压频比控制.提出了一种新颖的两步换流策略实现了双向功率开关间的可靠换流.该换流策略不需要任何电流电压传感器,仅依靠本文为RB-IGBT设计的驱动保护电路中的集-射电压检测单元即可获取换流所需信息.文中最后给出了样机照片和在不同负载条件下系统的实验结果.实验结果表明,所提出的换流策略是有效的,用于矩阵变换器-异步电机系统,具有较好的驱动性能.     

全桥高频链逆变电源的混合控制策略研究

对丁全桥高频链逆变器的控制,本文提出一种混合式正弦脉冲脉位调制控制策略,高频变压器传递SPWM波,根据对输出电压与电流进行过零比较与逻辑组合,得到周波变换器高频和低频混合驱动脉冲。介绍了全桥高频链逆变器的工作原理,并应j{]MATLAB仿真软件对电路进行控制算法的仿真,同时制作丫容量为200VA的实验样机,仿真和实验结果验证了所提控制方案的可行性与正确性。     

三相电流型整流器的SPWM调制技术研究

根据三相电流型PWM整流器的运行特性,给出了整流器开关函数的定义。并针对三相电流型整流器的高频数学模型,将电压型整流器SPWM调制的二逻辑信号转化为电流型整流器SPWM调制的三逻辑信号,不但实现了电流型整流器交流侧的单位功率因数,而且获得了直流侧的平稳运行,仿真结果及实验波形证实了上述结论。     

一种双向功率电力试验电源

设计了一种双向功率电力试验电源,其拓扑由两级组成,前级为单相可逆PWM整流器,后级为双向全桥变换器。前后级半导体器件均为可控开关管,以实现功率双向流动。该试验电源应用范围广,并且可以一机多用,替代多种设备。其能将能量回馈电网,实现了绿色能源变换。分析了双向功率电力试验电源的工作原理和控制策略,并用Saber软件仿真进行了验证,仿真结果证明了分析的正确性和设计的可行性。     

Boost型AC-AC直接变换器

介绍了一种新颖的Boost型AC-AC直接变换器.该AC-AC直接变换器通过将Boost DC-DC变换器的开关管双向化得到,可实现单级升压AC-AC直接变换和能量双向流动.给出了其工作模态和工作原理的详细分析.传统交流斩波器大多采用等占空比方式的有效值调节,不能对输入畸变进行有效抑制.讨论Boost型AC-AC直接变换器的双环控制策略,可对输出波形进行动态调整.仿真验证了以上分析的正确性.     

SPWM控制单相三电平逆变器

该文提出了一种单相中点箝位电压源型三电平逆变器。可以减小输出滤波器的尺寸。同时，三电平桥臂开关管的电压应力可以减小为输入电压的一半。文中详细分析了该变换器的SPWM控制策略，并且介绍了一种负载电流前馈电路。通过加入这种前馈电路，可以提高逆变器的输出电压外特性。通过一台1kVA的原理样机，验证了该变换器的优点和负载电流前馈方法的有效性。     

三电平Buck-Boost双向变换器的仿真研究

双向DC-DC变换器因其在提高系统容错能力和降低系统重量等方面有重要应用价值而受到人们广泛重视；三电平变换器由于其低的开关管电压应力，应用在高压场合具有明显优势。本文中提出两种三电平Buck-Boost双向变换器拓扑及其交错互补控制方案，根据占空比及电感电流的不同变换器共有9种不同的工作方式，并以输入输出共地式变换器在D〉0．5下的三种典型工作方式为例，对该类变换器的工作原理进行了阐述，推导了基本关系，通过仿真验证了控制方案的可行性。     

Using an active resistive damper in hybrid active power filter to avoid resonance over-voltage

This paper presents a hybrid active power filter (HAPF) comprising an active resistive damper (ARD). The ARD consists of three resistances connected to the grid through three bi-directional electronic switches (IGBTs). The ARD can rapidly damp over voltages or over currents under resonance conditions, when the active part (inverter) of the HAPF is disconnected from the grid due to electrical or non-electrical failures. To drive the bi-directional electronic switches of the ARD, a control method is presented in this paper. The control method is based on comparison of resonance over voltage magnitude with a reference voltage (voltage protection level) to control the bi-directional electronic switches. Also the magnitude–frequency characteristics and the control method of the HAPF based on source current detection strategy are analyzed in detail in this paper. Performance of the HAPF with and without the ARD is analyzed in this paper and the results are compared with each other. Finally, the simulation results are provided to validate the proposed topology.     

单相分离式SPWM控制高频链逆变器的研究

本文提出了一种单极性SPWM控制的高频链逆变电路拓扑结构，并给出了其相应的控制方案。初级双正激变换器的作用是将直流输入电压斩波成两组SPWM电压脉冲序列，并实现高频链隔离。分离式SPWM控制方案的采用，保证了主电路在调制度大于0．5时仍能正常工作。次级电路是由四只整流二极管，两只主开关管及两个续流和能量回馈支路组成的。续流和能量加馈支路的存在解决了高频链逆变器存在的固有电压过冲问题。由于次级主开关管是对电压脉冲进行开关，自然实现了软开关。实验结果表明该方案是简洁可行的。