全桥Buck型并网逆变器的分析与实现

分析研究了非隔离全桥Buck型并网逆变器的电路拓扑、电流瞬时值单极性SPWM反馈控制策略、稳态工作原理和关键电路参数设计。非隔离并网逆变器因没有变压器,因此体积小、重量轻、成本低,是并网逆变器电路拓扑的发展趋势。采用电流瞬时值单极性SPWM反馈控制策略的全桥Buck型并网逆变器具有较好的动、静态性能,控制简单、鲁棒性强。在理论分析的基础上,给出了仿真实例并进行了具体的原理试验,仿真波形和原理试验结果验证了全桥Buck型并网逆变器的正确性和可行性。     

组合双向升压直流变换器型高频链逆变器

提出了一类组合双向升压直流变换器型高频链逆变器电路结构与拓扑,它由两个隔离双向升压型直流变换器输入侧并联、输出侧反向串联构成。深入研究了互补和独立两种电压瞬时值反馈控制方案及关键电路参数设计准则等。研究表明,采用互补控制时占空比变化范围小、副边功率开关电压应力小、输入电流和输出电压纹波小等特点;采用独立控制时占空比变化范围大、副边功率开关电压应力大、输入电流及输出电压纹波大等特点。研制了单端式500VA 18-32VDC/115V400HzAC互补控制逆变器样机,给出了样机测试结果。     

差动Buck直流斩波器型高频链逆变器研究

分析了直流斩波器型高频逆变电路拓扑和原理特性,设计了一种差动Buck直流斩波器型高频链逆变器,该逆变器以两组隔离型双向Buck直流斩波器为核心,结合了正弦脉宽调制(SPWM)控制,使输出端产生高质量的正弦电压.仿真结果表明,该逆变器具有电路拓扑简洁、双向功率传输、控制方式简单等特点.     

差动正激直流变换器型高频环节逆变器

提出差动正激直流变换器型高频环节逆变器电路拓扑,并对该变换器的电路拓扑、瞬时电压控制策略、稳态原理特性、关键电路参数设计准则等进行了深入地分析研究。该逆变器是由2个相同的、输出反相低频正弦脉动直流电压的高频电气隔离双向功率流正激直流变换器以差动电路构成。理论分析和仿真结果表明,该变换器具有高频电气隔离、电路拓扑简洁、双向功率流、输出电压纹波小、负载适应能力强等优点。原理实验证实了这种逆变器的正确性与可行性,为实现新型逆变电源奠定了关键技术基础。     

一种全桥单向高频链逆变器

研究了一种全桥单向高频链逆变器。这种逆变器与周波变换器的区别在于它在高频变压器的次级设置了一个电解电容,用于提供接感性或容性负载时所需的无功能量,同时也可吸收变压器的漏感能量。通过对功率管开关时序的控制,可以实现部分功率管的软开关运行。电路具有结构和控制方法简单、体积小、噪音小、转换效率高等优点。仿真和实验结果证明了所提出的电路的正确性。     

推挽式单级电流源高频链逆变拓扑研究

提出了一种新型的适用于低压输入的实现隔离DC/AC变换的结构拓扑-- 推挽式单级推挽电流源高频链逆变电路拓扑,介绍了它的工作原理,给出了参数设计及器件选择准则.研制的48VDC输入220V/50Hz输出500VA的实验样机证明了该电路的可行性,并表明了该电路具有结构简洁、可靠性高、电气性能优及效率较高的特点,是低压输入逆变器的一种理想拓扑.     

差动Buck-Boost直流变换器型高频环节逆变器

从差动结构的角度提出了差动Buck-Boost直流变换器型高频环节逆变器电路拓扑,该逆变器是由2个相同的、输出反相低频正弦脉动直流电压的高频电气隔离双向Buck-Boost直流变换器以差动电路构成.针对该逆变器的特点采用电压瞬时值反馈互补双向控制策略.给出了逆变器稳态工作时的4种工作模式,根据4种工作模式分析逆变器在一个低频输出电压周期内阻性、感性和容性负载下的稳态工作原理.利用开关状态等效电路进行分析计算得到了不同占空比下的逆变器标幺外特性,给出了关键电路参数的设计.实验结果证实了此逆变器及其控制策略的正确性与可行性.     

预测电流控制双开关型双Buck并网逆变器

双Buck逆变器具有可靠性和效率高的优点,常被用作新能源发电和不间断电源的解决方案。双Buck逆变器存在输入电压高、双极性调制的缺点,采用双开关型双Buck逆变器消除这些不足,双开关型双Buck逆变器主要采用滞环电流变频控制,谐波频谱宽、滤波器设计困难,对功率器件的开关速度要求高;为此,采用SPWM控制方式实现逆变并网,使谐波频谱固定易滤除;同时通过预测电流控制策略消除电网电压扰动,提高逆变器的性能。最后通过PSIM仿真验证了理论分析与设计的可行性。     

新颖的单级双向反激式高频环节逆变器

提出单级双向反激式高频环节逆变器电路拓扑及其Buck型有源箝位电路,并对这种逆变器的电路拓扑、电压瞬时值反馈控制策略、稳态原理特性、Buck型有源箝位电路和关键电路参数设计准则等进行深入的分析研究。这种逆变器电路拓扑是由输出低频正、负半周的单极性脉宽调制电流波且共用输入、输出滤波器的两个相同的双向Flyback直流变换器以输入端并联、输出端反向串联构成。采用所提出的电路拓扑,设计并研制成功的750 VA 48 VDC/220 V 50 Hz AC逆变器样机具有电路拓扑简洁、单级功率变换、变换效率高、控制简单、有源箝位性能良好等优良性能。     

纹波电流调制准最优控制Buck变换器

提出了一种新的纹波电流脉宽调制策略,以电容电流为调制信号主体,实现了动态调节过程的非线性控制,变换器动态过程逼近时间最优控制（TOC）运行轨迹。结合Buck变换器实例,导出了基于电容电流调制的控制方程,构建了相应的模拟控制电路。理论上重点分析了变换器的动态特性,给出动态调节时间与输出电压跌落的近似解析值。仿真和实验结果证明变换器动态响应过程逼近TOC运行轨迹,验证了所提控制策略优越的动态响应,实现了系统的准最优快速调节控制。     

全桥Boost型高频环节DC-AC变换器

在全桥Boost型高频环节AC-AC变换器基础上,提出将输入周波变换器变为高频逆变器,并且在输出负载与输入电源之间联接高频电气隔离反激式变换器能量回馈电路,实现全桥Boost型高频环节DC-AC变换.该变换器是由输入滤波电路、储能电感、高频逆变器、高频变压器、周波变换器、输出滤波电路依序级联构成,深入分析了其控制策略与稳态特性,并给出了关键电路参数与仿真结果.这种变换器适用于要求输入电流纹波小、负载短路时可靠性高、输出容量大、体积和重量小的逆变场合.     

两种组合双向正激式高频环节逆变器的比较

针对组合双向正激直流变换器型和直流斩波器型高频环节逆变器电路结构的不同,首次对这两种高频环节逆变器的控制策略、原理特性、关键电路参数设计准则等进行比较研究.采用理论推导方法,获得两种逆变器占空比、输出电压波形质量、高频变压器匝比与损耗、功率开关电压与电流应力等关键参数的对比关系.研究与实验结果表明,组合双向正激直流斩波...     

双向电压源高频逆变器的单极性移相控制策略

对于双向电压源高频逆变器的控制问题,提出了一种新型的单极性移相控制策略,即采用单极性单调制波的控制,高频变压器直流偏磁受到抑制,磁芯利用率高。阐述了全桥全波式高频逆变器主电路拓扑的工作原理,应用该策略可以实现变压器漏感能量和输出滤波电感电流的自然换流,周波变换器功率开关的ZVS工作。详细分析了逆变器在一个高频开关周期内的10个工作模态电路,讨论了关键电路参数的设计原则。进行了MTLAB仿真分析,其结果表明,该控制策略实现了功率双向流动,变换效率高,周波变换器实现了ZVS换流,输出正弦电压波的正负对称性好,且易于工程实现。     

低输出电压纹波准单级反激PFC变换器

提出了一种低输出电压纹波准单级反激功率因数校正(PFC)变换器,它由1个双输出反激变换器和1个具有快速动态响应能力的Buck变换器组成,Buck变换器由双输出反激变换器的辅助输出供电,其输出与双输出反激变换器的主输出串联给负载供电。双输出反激变换器用于实现PFC功能;Buck变换器补偿双输出反激变换器主输出的2倍工频电压纹波,实现低输出电压纹波和快速动态响应。实验结果表明,在保持同样功率因数值的前提下,准单级反激PFC变换器极大地减小了单级反激PFC变换器的输出电压2倍工频纹波,其动态响应速度远快于单级反激PFC变换器,与两级级联PFC变换器的动态响应速度相近,并获得了高于两级级联PFC变换器的效率。     

一种新型单级三相Buck变换器的设计

在研究正反激变换电路和三相Buck变换器基本原理的基础上,设计了一种新颖的单级高频隔离式三相PWM变换器。通过对电路的拓扑结构分析,建立了相应的数学模型。应用三值逻辑PWM开关信号、坐标变换和电压闭环控制实现了单位功率因数校正,并从理论角度证明该数学模型和控制策略的合理性。通过仿真实验,进一步验证了该设计方法的有效性。     

一种双输入高增益DC-DC变换器

针对光伏发电系统输出电压低、供电稳定性差等问题,提出一种非隔离双输入高增益直流升压变换器,该变换器在2个BOOST变换器的基础上引入了开关电容电路,实现了高电压增益,且两输入源可以单独或同时向负载供电。分析该变换器的电路结构和工作原理,推导出了3种供电模式下变换器的电压增益表达式以及主要开关器件电压应力,给出了两路同时供电时输入电流之间的关系。最后,搭建了一台100W的实验样机,实验验证了该变换器具有电压增益高、开关器件电压应力低、控制简单、可以灵活供电等优点。     

双Buck型逆变器高阶系统二阶滑模控制

在双Buck逆变器(DC-AC)基础上,为了进一步提高滑模控制的稳态精度和电流动态性能,提出了一种新颖的四阶系统二阶滑模控制策略.文中给出了其电路动态模型、工作原理和控制器的设计.仿真和实验结果表明:该双Buck逆变器带有积分环节和电流环节的二阶滑模控制器能减小稳态终值误差,且输出电压和电流同时具有强鲁棒性和良好动态性能,可以减弱控制系统的干扰和漂移.