基于单相全桥单极倍频PWM逆变单元的级联型多电平D类功率放大器输出信号分析

本文介绍了一种新颖的基于级联型多电平拓扑结构的开关型功率放大器,重点研究了采用单极倍频相移PWM技术的多电平输出信号的谐波,之后研制了一台级联型多电平的D类功率放大器。研究结果证明了所研究的基于单相全桥单极倍频PWM逆变单元级联型多电平D类功率放大器输出电压谐波的正确性,表明该放大器具有良好的跟踪性和稳定性。     

采用相移PWM调制的多电平D类功率放大器滤波器研究

本文介绍了一种新颖的基于级联型多电平拓扑结构的开关型功率放大器,D类功率放大器是一种新型的功率放大器,具有效率高,体积小的特点,往往效率可达90%以上,但其带宽、保真度和稳定性没有A、B类功放好,输出电压的带宽较低,必须在信号的频率、滤波器的截止频率和开关频率之间做一个折衷,因此其输出滤波器的选择至关重要。文中着重分析研究了多电平D类功率放大器输出滤波器的设计方法,仿真及试验结果表明,采用该种方法设计输出滤波器,简便有效,输出系统带宽较宽,具有较好的动态特性。     

基于 Matlab 的三相 SPWM 逆变电路死区效应分析

在三相 PWM 桥式逆变电路中为确保同一桥臂上下开关管不致发生直通,必须设置死区时间。死区时间对逆变器的输出电压和电流波形会造成畸变,正确分析死区时间的影响是从控制上进行补偿的重要基础。利用 Matlab 中的Simulink 工具,建立了三相 SPWM 桥式逆变电路模型,并对死区产生的影响进行了分析,讨论了调制深度和载波频率的影响。为三相 SPWM 逆变电路的控制器设计提供了参考。     

大功率场合高性能的级联多电平变频调速系统的研究

级联多电平变频调速技术是高压大功率场合广泛应用的一种技术;为了实现调速系统的高性能控制,提出矢量控制和三角载波移相PWM方法相结合的控制策略;阐述了级联多电平矢量控制系统的系统构成、基本原理、级联五电平主电路拓扑结构及其载波移相PWM控制技术;基于MATLAB/Simulink Blocks 工具箱的系统仿真结果表明级联多电平逆变器可以成倍提高等效载波频率,降低输出谐波含量,还验证了所提方案的可行性,系统能够获得良好的调速性能.     

基于DSP的单相桥式级联逆变器SPWM的研究

级联型多电平逆变器拓扑及其控制策略的研究和实现是当前高压大功率电能变换器实现的重要环节。文章介绍了2H桥级联五电平逆变器的主电路,采用了载波相移PWM法对其控制,分析了电路的工作原理和控制规则,推导出了输出电压的解析表达式;采用TI公司DSP芯片TMS320F2812控制器设计实现了控制电路。对2H桥级联型五电平逆变器的输出电压波形和频谱的实验分析结果验证了理论分析的正确性,证明了控制方法的正确性和DSP实现载波移相技术的便捷性。     

单元串联多电平逆变器PWM方法的分析与研究

本文分析了逆变单元多电平串联结构逆变单元的工作模式，介绍了几种常用的PWM控制方法，以六单元串联多电平逆变器为例对其中三种多电平PWM方法进行了比较研究，从中得出多电平载波PWM控制方法输出电压波形dv/dt较小．总谐波含量也较低，最适合用于单元串联多电平逆变器的PWM控制。     

以单相五电平逆变器为例分析比较多载波PWM方法

针对单相五电平级联逆变器,对不同的多载波PWM方法进行了分析和研究。通过对载波移相PWM法和载波垂直分布PWM法进行分析,提出了一种混合多载波PWM方法。通过对典型的五电平PWM单相逆变电路的MATLAB仿真分析,证明了多载波PWM方法所产生的谐波污染小、输出波形更好等优点。     

数字式主动声纳发射机的研究与设计

针对常规主动声纳发射机的缺点,设计了全数字式声纳发射机。信号发生器、波束形成、PWM产生、死区设置等模块集中在FPGA中,改进了D类功率放大器的控制方式,减小了发射机的复杂度,提高了设备可靠性。FPGA利用数字延时线实现发射波束形成,延时后的采样信号通过数字比较器生成PWM信号。设计死区时间控制电路,实现了死区时间的在线精确调整。实验室测试及湖上试验表明,全数字式主动声纳发射机设计方案可行有效。     

模块化多电平逆变器的改进型PS-SPWM研究

模块化多电平换流器(MMC)具有级联型多电平换流器"模块化"的优点,输出电压中的谐波含量少,在高压直流输电中具有巨大的应用潜力。介绍MMC的数学模型和工作原理,分析传统载波移相调制策略,针对其存在的缺点提出一种改进型载波移相PS-SPWM调制算法,即载波三角波移相-开关频率优化PWM法(PS-SFO-PWM),并与载波移相SPWM调制算法进行比较;针对MMC中特有的三相之间的环流问题,通过对其进行PI调节,使环流抑制在一定的范围内,利于功率的有效传输。最后,在Matlab/Simulink7.0环境下搭建了基于载波三角波移相-开关频率优化PWM法的5电平逆变器的仿真模型,仿真结果验证了所提方法具有直流电压利用率高、开关频率小等优点。     

基于控制自由度的多电平载波PWM技术的改进

常用的多电平载波PWM技术,包括三角载波垂直分布技术和三角载波水平移相技术,这两种技术的优点是算法简单,实现容易,电子器件开关频率低。缺点是对载波的频率要求较高,THD较高。本文基于控制自由度对这两种技术进行了改进,通过MATLAB仿真电路验证了改进技术的优越性。     

级联变频器输出性能与载波移相量关系研究

载波移相PWM(CPS-SPWM)技术应用于级联型多电平变频器时,可在较低器件开关频率下实现较高等效开关频率的效果,从而改善其输出性能。目前载波移相量存在2π/N和π/N两种方式,且对不同级联数目的变频器输出有不同影响。为此,以载波移相技术的理论分析为切入点,研究了H桥级联型变频器输出性能与载波移相量的关系,2π/N移相方式对应的输出电压电平数在级联数是奇数情况下为2N+1,偶数情况下为N+1。而π/N移相方式不论级联数目奇、偶,对应的输出电压电平数均为2N+1。通过建立仿真模型及搭建实验平台加以验证,根据实验结果从谐波分析角度得出,π/N较之2π/N移相方式具有明显优越性及良好的谐波特性,目前π/N移相方式已成功应用于某水泥公司窑头风机变频系统并取得良好经济效益。     

PWM控制开关变换器大信号稳定性的滑模分析方法

研究了传统脉宽调制(PWM)控制开关变换器中一个重要现象:闭环调节器的输出信号与锯齿波比较信号发生多次截交导致开关频率升高且不能获得恒定控制频率,甚至系统不能稳定输出工作.以常见的Buck、Boost开关变换器设计为例,研究了基于PWM-准滑模控制理论的开关变换器大信号稳定性条件,最终所得结论与经典“斜波匹配”理论相吻合.仿真结果验证了所提出理论的正确性.     

移相式全桥电源控制器的设计与Matlab仿真分析

采用TI公司新一代移相PWM控制芯片UCC3895,针对大功率全桥ZV—ZCS—PWM开关电源开发设计了电源控制器。应用Matlab的可视化仿真工具Simulink建立了移相式令桥电源控制器仿真模型。仿真结果表明,改变移相角从而改变输出电压值,达到了移相控制的目的。     

基于DSP余弦移相的励磁调节系统设计

介绍了基于DSP数字余弦移相单元的同步发电机可控硅微机励磁调节器的设计原理和实现过程。利用DSP芯片可快速执行傅氏算法的优点,应用DSP芯片、单相整流电路、测频电路和脉冲输出电路组成了DSP数字余弦移相单元,并提出硬件、软件设计方案和触发角的反余弦拟合算法,从而快速、精确地拟合、确定可控硅的移相触发角,进而有效控制发电机励磁直流电压,实现发电机端电压输出的稳定。现场试验表明,调节器输出脉冲一致性好、快速平稳、扰动小,该装置对励磁系统控制性能有显著提高。     

基于虚拟磁链的PWM整流器直接功率控制新调制策略

分析了PWM整流器虚拟磁链直接功率控制(DPC)的工作原理与特性;针对由于传统开关表构造的不足导致系统调节能力不稳定的问题提出了一种基于虚拟磁链的PWM整流器直接功率控制新调制策略,通过重新构造开关表的方法来改进整流器的调节能力与输入输出性能。仿真结果表明,该调制方法使无功电流在靠近整流器电压矢量附近区域内的失控现象得到明显削弱,能够有效地对有功功率和无功功率进行控制,使整流器更接近单位功率因数运行。     

双馈风力发电系统功率解耦控制策略仿真研究

研究风力发电机功率效率优化控制问题,由于外部风力环境变化较大,应保证变换器的稳定性控制。传统的控制方法不但动态和稳态性能差,而且控制策略比较复杂。为了改善控制效果,提高直流电压利用率,采用了SVPWM调制技术,并提出了一种功率解耦控制策略的双脉宽调制(PWM)变换器控制方案。网侧变换器控制直流母线电压的稳定并调节网侧功率因数,转子侧变换器进行矢量解耦控制,调节定子有功和无功功率。仿真结果表明,控制策略能够快速跟踪风速变化,维持直流侧母线电压恒定,输出的电流为正弦波,并且与电网电压同频同相,满足并网条件,实现有功和无功功率的独立调节,对并网风力发电系统的设计研究提供有意义的参考。     

基于DSP的实时PCR仪温度控制系统研制

为小型实时聚合酶链式反应(PCR)仪研制一种基于数字信号处理器(DSP)芯片TMS320F2812的温度控制系统。由DSP产生的脉冲宽度调制(PWM)波经功率放大电路驱动半导体加热制冷片以Pt100作为温度传感器构建一种消除非线性误差的电桥传感电路,将温度信号转换为电压信号,电压信号送入DSP的A/D转换模块,同时进行位置式PID算法,然后调节PWM波的占空比,使整个系统对温度信号达到闭环控制。实验结果表明:系统的升降温速率能达到4℃/s,精度为0.2℃。     

SVG的一种控制策略研究

论文分析了SVG传统控制方法的局限性,研究了闭环动态无功功率控制以及功率单元直流电压平衡控制的新策略。基于功率单元的数学模型和瞬时无功功率理论,论文将参考电流信号直接变换为电压参考信号,省去了传统双闭环控制中的电流-电压转换器。另外,利用在参考电压矢量中叠加一个与输出电流矢量平行的有功电压矢量用来控制功率单元的直流电压平衡。仿真模型参数为 SN ＝±4MVar、UN ＝10kV ,N＝12,Y 连接。仿真结果证明,论文的方法能在突加额定负载下实现SVG从感性无功功率变换到容性无功功率（或反之）的稳定输出,同时即使在过渡过程中也能保持所有功率单元直流电压平衡。     

PWM整流器保持高功率因数运行的方法研究

针对煤矿井下电压波动严重时影响稳压电源的单位功率因数等问题,提出采用可变输出直流电压法来控制PWM整流器的直流侧电压,以保证PWM整流器处于高功率因数运行的工作状态;详细分析了直流侧电压的选取及交流侧输入电压大范围波动对交流侧输入电流及功率因数的影响,介绍了可变输出直流电压法的控制原则及软件实现。试验结果表明,在电压波动情况下,可变输出直流电压法不仅可使PWM整流器系统稳定,而且可以保持整流器的高功率因数运行状态。