无人水下航行器无线能量传输系统补偿网络研究

针对无线能量传输系统中耦合器一、二次侧分离所造成的系统传输效率低、损耗大等问题,提出一种基于双口网络分析的补偿网络研究方法。建立适用于不同补偿网络类型分析的统一数学模型,设计了一种基于模型参数计算系统输出功率与传输效率的方法,用以衡量各种补偿网络结构的电路工作性能;基于Simulink平台构建仿真实验电路,通过改变负载电阻值检验各种补偿网络的电路工作稳定性;基于ANSYS有限元仿真软件,对耦合器周围电磁场分布进行仿真分析;综合理论分析与仿真实验结果,得到一次侧串联-二次侧并联补偿网络结构的电路工作性能最优,进而搭建带有该补偿网络的实物电路。实物实验结果表明:应用补偿网络后电路的输出功率与传输效率有明显提高。     

使用平均电流控制的逆变器并联系统

研究了基于平均电流控制的逆变器并联系统。通过分布在各模块中的平均电路,对各模块的电流给定信号进行平均后产生共享的电流基准信号,由此实现负载均分。推导了带负载电流前馈补偿的并联系统的数学模型,其等效传递函数与单台逆变器相似;通过理论分析、仿真和实验对有、无负载电流补偿两种控制方式下的并联系统外特性和均流性能进行了对比分析。实验结果表明并联系统具有动态响应快速,均流性能好的特点。     

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.     

串联混合型单相电力有源滤波器稳态特性的研究

串联混合型单相电力有源滤波器是串联有源滤波器与并联无源滤波器组合而成的单相电路新型滤波装置。本文基于其控制方法和工作原理，对其稳态工作特性进行了深入研究。通过分析，获得了稳态补偿特性曲线，探讨了其控制放大倍数与补偿性能的关系，分析了其对电路中谐振现象的抑制作用。仿真和实验表明，该滤波装置具有良好的稳态补偿特性，并且可以较好地抑制无源滤波器与电网阻抗之间的谐振     

基于瞬时无功功率理论的串联混合型单相电力有源滤波器

本文介绍一种串联混合型单相电力有源滤波器。首先与无源滤波器及并联型有源滤波器对比，分析了其补偿原理和特点。随后，介绍了其主电路结构及各部分功能。在对三相电路瞬时无功功率理论的思想进行扩展的基础上，得到了单相电路谐波电流的瞬时检测方法。对实现这于检测方法的基于ＤＳＰ微处理器的数字控制电路的结构和工作过程也作了简要介绍。仿真和实验结果表明，该检测方法是有效的基于此检测方法的串联混合型单相电力有源滤波器     

三相电路谐波电流两种检测方法的对比研究

电力有源滤波器是用于对三相电路的谐波进行动态补偿的装置，其中的谐波电流检测电路是决定补偿性能好坏的重要一环。本文对基于瞬时无功功率理论的三相电路谐波电流检测的两种方法进行了对比研究。理论分析和仿真结果表明，在电源电压有畸变的情况下，ｉＰ、ｉｑ运算方式能准确地检测出谐波电流，而ｑ、ｑ运算方式有明显误差。     

基于UC3861控制的松耦合谐振变换器

研究了松耦合全桥谐振变换器的闭环控制,以初、次级均采用串联补偿为例进行分析,得出了该补偿方式的一些特性;分析了在该补偿方式下,使用脉冲频率调制(Pulse Frequency Modulation,简称PFM)方式进行控制时,系统工作频率范围的选取;设计了基于UC3861控制的实验样机,并进行了实验验证.     

基于UPQC主电路容量最小的控制策略的研究

以统一电能质量控制器(UPQC)左串-右并主电路结构为研究对象,从其基波稳态等效电路入手,给出了在电压波动时并伴有相位跳变的相量图;依据主电路总容量最小的原则导出了串联补偿电压的最优注入角;基于瞬时无功理论及低通滤波器提取电源基波相电压初始相位及相位跳变角,结合总容量最小时的最优注入角确定了目标电压函数,使UPQC输出相应的补偿电压.通过仿真和实验验证了在主电路容量最小时确定串联补偿电压最优注入角的控制策略.     

统一电能质量调节器控制策略及仿真

通过对统一电能质量调节器(UPQC)电路拓扑的稳态功率进行详细分析,并与基于传统控制策略下UPOC所需容量进行一系列比较,提出一种基于串联侧无有功注入的新型控制策略.该控制策略根据相应的负载功率因数角、电压跌落程度决定串联侧补偿电压的幅值,在特定补偿电压注入角情况下,使得串联侧不消耗任何有功,同时能够减小并联侧无功补偿容量.该控制策略不仅能完成电网电压跌落补偿、谐波治理、负载无功补偿和输入功率因数校正,且在串联侧不消耗任何有功的情况下降低整个UPQC的补偿容量.为了克服滞环控制的不足,串联侧采用恒频滞环来保持开关频率的稳定.仿真结果验证了理论分析的正确性与可行性.     

基于UPQC主电路容量最小的控制策略的研究

以统一电能质量控制器(UPQC)左串-右并主电路结构为研究对象,从其基波稳态等效电路入手,给出了在电压波动时并伴有相位跳变的相量图;依据主电路总容量最小的原则导出了串联补偿电压的最优注入角;基于瞬时无功理论及低通滤波器提取电源基波相电压初始相位及相位跳变角,结合总容量最小时的最优注入角确定了目标电压函数,使UPQC输出相应的补偿电压。通过仿真和实验验证了在主电路容量最小时确定串联补偿电压最优注入角的控制策略。     

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。     

一种新型移相控制全桥零电流变换器

提出了一种应用于高压大功率场合的新型电流型移相控制ZCS-PWM型DC/DC全桥变换器.辅助电路与变压器初级串联,由电容和两个辅助开关构成.用它代替传统移相控制ZCS-PWM型DC/DC全桥变换器中与变压器绕组并联的电容,旨在减少开关损耗及避免传统变换器存在的电流占空比丢失等.主开关管和辅助开关管均能在全范围输入和负载内实现软开关.分析了其工作原理、辅助电路电容的选择等,最后进行了20kHz,1.2kW的原理样机验证.     

基于互补占空比调制的改进全桥ZVS直流变换器

针对传统移相全桥零电压开关ZVS （zero voltage switching）变换器存在的例如软开关范围受限、占空比丢失以及寄生振荡问题,提出了一种基于互补占空比调制的改进全桥ZVS直流变换器。通过引入并联辅助谐振网络以实现滞后桥臂开关宽范围的ZVS,选择较小的谐振电感以减少占空比丢失,引入原边钳位二极管网络以消除寄生振荡。详细阐明了工作原理与特性分析,并进行了仿真对比。结果显示,在20%负载条件下,相较于传统移相全桥变换器,所提改进全桥变换器保证了软开关特性且消除了寄生振荡。     

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。     

两种加辅助网络的全桥变换器的损耗对比分析

在传统移相全桥变换器拓扑上加入由电容和电感组成的无源辅助网络,可以在宽输入电压和整个负载范围内实现原边开关管的零电压开关(zero voltage switching,ZVS)。通过精确的损耗计算,可以寻找降低损耗的方法,优化电路结构以进一步提高变换器的效率。针对加辅助网络的全桥变换器进行深入完整的损耗分析,提出一种新颖的简化损耗分析模型及其详细计算公式,并以采用型辅助网络和采用Y型辅助网络的两种变换器为对象,进行详细的损耗分析和对比。最后通过实验验证本文理论分析的正确性。该文对于深入研究全桥直流变换器具有一定的参考价值。     

Boost型单原边绕组双向双输入全桥DC/DC变换器

提出了单原边绕组电流源型双向多输入全桥DC/DC变换器的拓扑生成方法,在所生成的电路拓扑中,变压器只有一个原边绕组,与多原边绕组相比,简化了系统结构、减少了元器件数量、降低系统的成本。可以实现单独或同时向负载供电,以及负载反馈能量的作用。以Boost型单原边绕组双向双输入全桥DC/DC变换器为例,详细阐述其生成方法及工作原理,最后通过仿真实验验证理论分析的正确性。     

数字化直流磁偏控制研究

传统的直流变换器一般都是在变压器初级串联直流隔直电容,以消除直流磁偏和保证变压器伏秒平衡.分析了隔直电容在直流全桥变换器中的影响.为了实现软开关,系统需要更大的串联谐振电感,由此会产生更大的占空比丢失,使得变换器的效率更低.为此,提出了一种基于数字化实现的峰值电流控制方法,用以实现变压器初级的直流磁偏控制,从而省去变压器初级的隔直电容.基于TMS320LF2407A型DSP构造了2 kW的移相全桥变换器的实验平台,实验结果验证了所述方案的合理性和有效性.     

一种新型全桥零电压转模 PWM DC-DC变换器

针对移相全桥ZVS PWM DC-DC变换器滞后桥臂零电压开关范围窄、占空比丢失严重以及转换效率较低等缺点，该文提出了一种新型的全桥ZVT PWM DC-DC变换器拓扑。这种电路在传统移相ZVS PWM DC-DC变换器的基础上增加了两个无源网络，其中一个并联在原边的主电路中，为滞后桥臂实现零电压开关提供条件；另一个串联在变压器的副边，以减小变压器的导通损耗。这种电路有宽零电压负载范围，占空比丢失小等优点，可以提高了开关电源的效率，且输出性能好。该文分析了变换器的工作原理以及滞后桥臂零电压开关的实现条件。该文采用了DSP作为控制芯片，实现了系统的双闭环控制。最后研制了一台功率为600W，工作频率为100kHz的样机，实验结果验证了这种新型全桥ZVT PWM DC-DC变换器相关理论的正确性。