松耦合全桥谐振变换器的原理分析与实现

研究了基于松耦合感应电能传输(Loosely Coupled Inductive Power Transfer,简称LCIPT)技术的全桥谐振变换器;理论分析了次级不加补偿电路,而初级加补偿电路的工作原理;对比了串联补偿和并联补偿方式的特点;得出性能良好的串并联补偿电路;给出了该电路的详细理论分析,并与传统串联补偿电路进行了性能对比.基于实验样机对两种补偿方式的性能进行了对比实验验证,进而证明了分析及结论的正确性.     

基于LLC谐振变换器的近距离无线供电系统

针对极近距离下传统无线供电方式谐振频率和电压增益受线圈气隙影响较大的问题,此处提出了基于串联式LLC谐振电路拓扑形式的无线供电系统。通过建立电路模型研究其频率增益特性,提出调整控制信号与次级电流同相实现自动频率追踪,并分析推导了变压器实际损耗对调谐精度的影响及补偿方式。针对所述方法对电流过零点时刻信息的需求,提出一种简单、通用、低成本的光反馈电路。设计样机并进行测试和对比实验,结果表明:系统实现了自动调谐功能,在0.2～1mm的间距范围以及12 V供电0.4～0.8的品质因数范围下频率变化2%,电压变化1%,证明了所提方案的有效性。     

非接触感应电能传输系统的频率分叉现象及移相控制策略

以原副边均采用串联补偿方法进行研究,分析了非接触感应电能传输系统的高阶数学模型,探究了频率分叉实质,利用Matlab进行曲面仿真,了解系统的频率分叉现象,从而得出较为合理的补偿方案。分析了发生频率分叉时,如何选择优化的工作频率,采用移相控制的方式使系统得到稳定的输出。     

Boost-LCL型谐振变换器的TDSA仿真建模及控制

提出了一种Boost-LCL型谐振变换器的新型补偿控制器设计方法。利用SABER仿真软件中时域系统分析器(TDSA)模块,对变换器仿真主电路进行控制量的扫频扰动信号注入,并实时分析与记录被控制量输出电压的动态响应情况,形成被控制量与控制量之间的响应特性曲线。通过SABER-MATLAB数据互联,进行曲线拟合,从而建立主电路仿真建模的开环传递函数,依据零极点稳定性分析,指导补偿控制器的设计。同时采用数字控制方式,对控制信号进行筛选分流,实现模式间无缝切换。为验证所提方法的有效性与可靠性,设计满载、中载及轻载3种功率等级负载自由切换的实验样机。实验结果表明所提出的Boost-LCL型谐振变换器在进行多模式切换时,可实现电压稳定。     

双向功率传输串联谐振DC／DC变换器研究

详细研究了一种双向功率传输串联谐振DC／DC变换器。对其工作过程进行详尽分析,并搭建了串联谐振双向DC／DC变换器的实验平台。最后,在该平台上进行了能量正向传递与反向传递的实验,并且验证了开关管软开关的工作特性,实验结果证明了控制方式的正确性和可行性。     

松耦合全桥谐振变换器的传输特性研究

本文对基于非接触式感应电能传输技术的全桥谐振变换器的传输特性进行了研究。首先,文中以原副边均采用串联补偿为例进行分析,通过Matlab仿真计算,得出了这种情况下补偿电容的变化、负载的变化对原边谐振频率和传输特性的影响。其次,分析了发生频率分叉现象时工作频率该如何选择,并利用反映阻抗的概念分析了变换器的功率传输能力。最后,基于实验样机对文中的分析与结论进行了实验验证。     

基于矩阵式变换器的电动汽车充放电研究

针对电动汽车非接触式充放电系统,提出了一种以3×1矩阵式变换器为前级主电路、LCCL-LCCL为谐振回路的新型结构,并对空间矢量调制策略进行优化。本文首先分析了3×1矩阵式变换器的拓扑结构及调制方法,然后对LCCL-LCCL谐振补偿结构进行了特性研究,推导了谐振回路两端电压相角差可以改变功率的大小和传输方向的结论,从而实现了能量的双向流动,即电动汽车的充放电控制。并通过实验验证了该理论的可行性和正确性。     

比例—谐振控制器在PWM变换器应用中的几个要点

比例—谐振(PR)控制器由于具有正、负序"双向谐振"的特性,且无需复杂的旋转坐标变换,在脉宽调制(PWM)变换器控制中具有广泛应用。从工程应用角度出发,系统讨论了PR控制器应用中需注意的3个关键问题:控制器的参数设计与稳定性分析,数字控制实现中的延时影响和相位补偿,以及频率自适应PR控制器的结构与离散化实现。仿真和实验结果验证了所述参数设计方法的合理性、数字延时补偿的有效性以及频率自适应比例—谐振控制器对频率变化的适应能力。     

谐振双向DC/DC变换器频率跟踪控制

谐振双向DC/DC变换器具有开关损耗低、适合高频化等特点。探讨了谐振双向DC/DC变换器频率跟踪控制方案,以实现串联谐振变换器谐振回路的低环流和开关的零电压开通和低电流关断。分析了频率跟踪控制方法的原理,设计了带频率跟踪控制的谐振双向DC/DC变换器的控制框图,并从提高变换器效率的角度给出了频率跟踪控制角的优化设计思路以及控制角的过零检测实现方法。最后搭建了一台5kW的实验样机,对理论分析和设计进行了初步的实验验证。     

降低逆变器容量的混合有源电力滤波器控制方式

针对一种降低逆变器容量的混合有源电力滤波器,详细介绍了其在三种控制方式下的工作原理、性能特点和等效电路,搭建了容量为10kV.A的混合有源电力滤波器实验样机,并进行了三种控制方式的实验和分析.实验结果表明,采用复合控制方式,该结构中逆变器容量仅为整个滤波器容量的4.42%,而该滤波器投入后,电网电流总谐波畸变率从26.95%下降到4.25%,补偿效果良好且优于其他两种控制方式.     

峰值电流模式控制数字移相全桥变换器的分析与设计

建立了数字控制峰值电流模式下移相全桥变换器的离散域模型,并分析了斜坡补偿、漏感和数字控制延时对数字移相全桥系统稳定性的影响。基于模型,使用直接数字设计方法设计系统的补偿网络,并对比了直接数字设计和改进型数字重设计方法。实验结果表明了所建立的模型和设计方法的正确性。     

基于MC33067的LLC谐振全桥变换器的应用设计

LLC变换器以其卓越的性能迅速成为DC/DC变换器的首选拓扑,而目前该拓扑大多应用在小功率半桥变换器,而在大功率全桥变换器中的应用还较少。在此提出了一种基于高性能谐振控制器MC33067的LLC谐振全桥变换器设计方案,该拓扑采用了固定死区的互补调频控制方式,巧妙利用了变压器的励磁电感和外置谐振电感与谐振电容发生谐振,实现了初级零电压(ZVS)开通以及次级零电流(ZCS)关断,并给出了输出直流电压48 V,满载功率2 kW的试验结果。试验结果表明,LLC谐振全桥变换器具有高频、高效率等优点,符合电源高功率密度、高效的发展要求。     

一种柔性多模态宽范围全桥LLC变换器控制方法

对全桥LLC变换器提出一种柔性多模态的宽增益范围控制策略。文中首先讨论全桥LLC的状态分析模型和现有子模态控制原理,并建立数字辅助设计平台,这些理论、工具为后续工作奠定基础。针对现有全桥LLC变换器各子模态逻辑独立、整体增益范围有限的不足,提出一种全桥变频–移相不对称–DPWM控制的平滑柔性变模态控制策略,并分析各子模态的工作特性,对模态工作机匹配和状态过渡过程等技术问题与设计要点进行详细说明。样机实验证明,所提方法能使全桥LLC变换器实现极宽的增益范围,并能在全工作范围内保证变换器零电压开通,实现高工作效率。     

单级桥式有源功率因数校正变换器拓扑研究

单级桥式有源功率因数校正(PFC)变换器具有应用于中大功率领域的良好前景.在分析几种单级桥式有源PFC变换器的基础上,介绍了一种结构简单的单级桥式PFC变换器.该变换器能在实现功率因数校正、AC/DC转换、输出电压调节和电气隔离的同时,实现功率开关的零电流开关或零电压开关;由于采用了恒频PWM控制策略,使得对滤波环节和磁性器件的设计变得容易了.与普通单相Boost PFC电路相比,该变换器的控制电路只需增加一级移相环节就能很容易地实现控制.     

一种软开关全桥Boost变换器的参数设计

给出了一种软开关全桥Boost变换器的参数设计方法。该变换器利用变压器漏感与电容谐振实现开关管软开关,是调频控制型变换器。变换器的软开关运行受限于谐振频率和开关管驱动信号。详细介绍了变换器的参数设计流程,并根据课题需要进行了实例设计,最后利用PSpice软件仿真验证实例设计结果的正确性。     

适用于全桥型模块化多电平换流器的直流融冰装置控制策略

现有直流融冰装置采用了晶闸管可控整流技术,在运行中均会消耗一定的无功功率,产生特征次谐波,对交流系统带来一定影响。全桥型模块化多电平换流器(MMC)具有直流电压和直流电流双向运行能力,可满足直流融冰对换流器运行工况的要求。文中提出了适用于全桥型MMC的直流融冰装置控制策略。首先,对全桥型MMC直流融冰装置的主回路拓扑的运行原理进行了介绍,并给出了适用于全桥型MMC的调制比定义。其次,充分利用全桥型子模块可输出正、零、负模块电压的特点,分析如何实现零起升压/升流,以满足不同类型、长度线路的融冰需求,使得直流电压很低时,交流侧仍然保持很高的电能质量。然后,基于无功补偿容量、设备利用率和器件裕度等对装置的无功补偿进行研究,确定了装置无功补偿模式的拓扑结构。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建了直流融冰模型,仿真结果验证了所提控制策略的有效性。     

应用于超宽输入的LLC谐振变换器设计

针对光伏、风电等新能源输出不稳定的特点,在二极管箝位的全桥三电平LLC谐振变换器的基础上,提出了一种应用于超宽输入的控制策略。该变换器可通过控制开关逻辑,灵活地选择输入源进行供电,同时在每种固定的输入下,辅以调频控制及定频移相控制,实现高增益比。详细分析了不同模式下的电路拓扑、开关逻辑以及模式之间的切换方案,并在不同负载下进行了相关的实验,有效验证了该变换器在宽输入、变功率的苛刻环境下的普遍适用性。     

电压型松耦合全桥谐振变换器原理分析与实现

以初次级同为串联谐振的松耦合感应传输方式的全桥变换器为研究对象,对其补偿参数的选取进行了详细推导,给出了谐振时电路的模态分析.最后,基于一台1kW样机实验,验证了其理论分析的正确性.由实验数据可以看出,变换器获得了恒压源特性.