一种增强型Z源逆变器的研究

针对在低功率因数以及Z源电感值较小的情况下,Z源逆变器二极管电流断续引起的直流链电压畸变的问题,研究了一种电容辅助增强型准Z源逆变器。深入分析Z源逆变器非正常工作状态产生的原因,利用Matlab/Simulink对电容辅助增强型准Z源逆变器和传统准Z源逆变器进行仿真分析。仿真结果表明,在低功率因素及Z源电感值较小的运行条件下,该增强型Z源逆变器可较好地解决直流链电压畸变的问题,有效改善逆变器输出电压的质量,简化Z源电感的设计。     

可再生能源系统电磁兼容关键技术研究

在基于Z源功率变换器的可再生能源并网发电系统拓扑结构分析的基础上,针对可再生能源系统的传导电磁干扰问题提出一种新的测量方法.利用该方法可以较为精确的测量可再生能源系统中的传导电磁干扰噪声,并设计相应的滤波器对于传导电磁干扰噪声进行抑制.并且,根据Z源功率变换器的特点,提出在直流侧加入电感或电容以稳定由于直流侧电能不稳定所带来的电磁干扰噪声问题.实验结果表明该方法较为有效.     

基于NPC的三相双有源桥式直流变换器的瞬时电流控制方法

针对基于NPC(Neutral Point Clamped)的三相双有源桥式直流变换器,提出了一种瞬时电流控制策略,该控制策略的原理是在桥式直流变换器的两个稳态之间引入一个过渡区间,通过调节过渡区间内桥式变换器的占空比大小使得三相变压器三相电感电流仅经过4/3个开关周期的过渡区间就可达到平衡.然后,通过对变换器的稳态及暂态过程进行分析建模,采用叠加定理计算出过渡区间内占空比的调节规律.研究所提的瞬时电流控制策略可以大大降低三相电感电流不平衡度以及电感电流直流偏置,从而防止三相变压器磁饱和,改善变换器的动态性能.最后,在MATLAB/Simulink上搭建了仿真模型,仿真验证了所提控制策略的可行性和先进性.     

带耦合电感的Cuk变换器实现输出电流零纹波研究

为了解决普通开关电源因电流纹波较大而无法满足电源高品质要求的问题,对带耦合电感的Cuk DC/DC变换器进行了研究.首先根据Cuk变换器的工作原理,分析了带耦合电感的Cuk变换器的工作原理及实现输出电流零纹波的条件.其次,通过小信号建模得到了该变换器的小信号模型,并根据得到的模型对变换器进行了闭环设计.最后,运用Matlab/Simulink软件对带耦合电感的Cuk变换器的开环和闭环电路进行了仿真.仿真结果表明,该闭环电路既消除了高频纹波,也有效抑制了低频纹波,实现了输出电流零纹波.     

Boost变换器混杂系统建模与仿真

为了得到Boost变换器在负载和输入电压扰动下稳定的输出电压,针对Boost变换器的混杂动态系统特性提出了一种新的控制算法.首先根据混合动态系统理论建立变换器的混杂自动机模型,从而将控制算法的设计问题转换为混杂自动机切换条件的选取.然后通过对电感电流连续模式及电感电流断续模式工作过程的分析,采用电路理论法计算得到切换条件.最后采用MATLAB的Simulink和Stateflow工具箱对控制算法进行了仿真.结果表明设计的控制算法可以实现Boost变换器全范围的稳定运行,同时对负载和输入电压扰动都有很好的抑制效果.     

一种零电压零电流软开关直流变换器的研究

提出了一种零电压零电流软开关三电平直流变换器.利用耦合电感取代常规滤波电感，耦合电感所感应出的电压通过功率变压器反射回原边，使变换器在零状态时的循环电流减小至零，以实现内管的零电流关断.通过改变耦合线圈的匝比,可以任意设置用于电流回零的电压幅值，以调节电流回零时间.该变换器实现了外管的零电压开关和内管的零电流开关, 由于在零状态时一次侧不存在环流，减小了通态损耗, 提高了变换效率.实验样机验证了该电路的主要性能，电压电流实验波形显示了三电平的低电压应力特点和零电压开通、零电流关断的软开关性能.     

Modeling and Dynamic Analysis of Fractional-Order Buck Converterin Continuous Conduction Mode

电流电感连续模式下分数阶Buck变换器的建模与动力学分析

丁大为,李宗智,王年

（安徽大学 电子信息工程学院,合肥 230601）

创新点说明：

1）本文基于分数阶理论以及实际电容和实际电感在本质上是分数阶的事实,建立电感电流连续模式下Buck变换器的分数阶数学和分数阶状态平均模型,并进行理论分析,给出Buck变换器运行于电感电流连续模式下的参数条件。

2）建立运行于电感电流连续模式下Buck变换器的分数阶数值仿真模型和电路模型,并进行数值和电路仿真分析,以验证分数阶建模与理论分析的正确性,研究发现分数阶数对变换器各个参数（如电感电流,输出电压,纹波等）都有较大影响。

3）建立电流控制型Buck变换器模型,并对其动力学行为进行分析,研究发现分数阶数会影响变换器的分岔点,对其动力学行为有较大影响。

综上所述,由于实际电感和实际电容在本质上是分数阶的事实,若仍然采用整数阶模型描述电感电流连续模式下的Buck 变换器将会得出错误的结论。因此,应建立能真实反映电感电流连续模式下Buck变换器动力学行为的分数阶模型。

关键词：Buck变换器,分数阶,电流电感连续模式（CCM）,建模,动力学分析,分岔点

     

基于数值序列关联性的CCM Boost变换器非线性特性研究

针对电压电流双环反馈控制的电感电流连续型Boost变换器模型,在一定参数范围内利用数值分析和MATLAB仿真方法研究了电感、电流反馈系数和输出电压3个参数对Boost变换器工作状态的影响.研究表明,在特定参数下数值分析与系统分岔图所反映的系统特性一致.     

电感电流不连续模式Boost变换器多尺度熵分析

提出一种运用多尺度熵分析开关变换器工作特性的方法.首先给出电感电流不连续模式Boost开关变换器的迭代映射函数;其次通过符号动力学理论得到开关变换器的离散时间序列,并运用熵理论对开关变换器的符号序列进行分析;最后通过对比分析得到电感电流不连续模式Boost开关变换器的混沌特性.     

基于耦合电感的零电压零电流软开关Buck变换器

采用耦合电感替代滤波电感的方式,提出新的零电压零电流软开关Buck变换器.对该变换器工作过程的各个模态进行详细的理论分析.给出软开关实现的条件及主电路的参数设计方法,讨论耦合电感匝数比改变对该变换器性能的影响.对新电路进行仿真研究,理论和仿真结果表明,新电路中所有开关器件都实现了软开关.试制一台48V输入、32V输出,开关频率为50kHz的基于耦合电感的软开关Buck变换器样机.实验结果与理论和仿真结果一致,验证了该变换器理论和设计的正确性,实验测得最大效率达到96.5%.     

一种闭环控制的Z源逆变器

分析了Z源逆变器的工作机理,采用简单升压控制法对Z源逆变器的升压性能进行了仿真建模和参数给定,并设计了闭环控制系统．仿真结果表明该系统能实现输入电压的宽幅控制．     

Z源逆变器光伏发电系统变量调制范围随动的两级控制研究

Z源逆变器光伏发电系统是一种具有升/降压功能的单级系统,可以通过调节直通占空比实现前级光伏电池的最大功率跟踪（MPPT）控制,然后由逆变器调制因子m实现并网控制.提出了一种直通占空比调制范围上限随动的两级控制策略.该策略兼顾了两级控制和单级控制的优点：充分利用了直通零矢量,使逆变器的调制因子m增大,直流电压利用率高,相应的有源器件的电压应力和逆变器输出电流谐波得到很大地改善;消除了光伏电池和电网之间的影响.仿真和实验结果验证了理论分析的正确性与实用性.     

基于Z源变换器的直流无刷电机驱动系统研究

本文利用Z源变换技术实现直流母线升压和直流无刷电机调速一体控制,将原来的二级系统变为一级系统并且允许上下桥臂直通,提高了系统能量使用的效率.采用仿真软件对直流母线升压和直流无刷电机控制的算法进行仿真,结果证实该算法有效,达到预期目标.     

单周期控制PFC Boost变换电路的建模与仿真

介绍了单周期控制型PFC Boost变换器的结构,分析了其工作原理,并采用Matlab仿真软件下的Simulink和SimPowerSystems工具箱对单周期控制型PFC Boost变换器进行了建模和仿真.仿真结果表明,单周期控制型PFC Boost变换器控制电路简单可靠,输入功率因数高,能够实现单位功率因数运行,电流谐波失真小.     

单周期控制PFC Boost变换电路的建模与仿真

介绍了单周期控制型PFC Boost变换器的结构,分析了其工作原理,并采用Matlab仿真软件下的Simulink和SimPowerSystems工具箱对单周期控制型PFC Boost变换器进行了建模和仿真.仿真结果表明,单周期控制型PFC Boost变换器控制电路简单可靠,输入功率因数高,能够实现单位功率因数运行,电流谐波失真小.     

Simulation of multiphase boost DC-DC converter with the stable control strategy

The multiphase boost DC-DC converter with stable control strategy is presented. Multi- phase boost DC-DC converter is designed for high voltage and high power applications, and could be achieved by the adjustment of voltage doubler rectifiers on the secondary side of high frequency transformers. The stable control strategy for three phase boost DC-DC converter has been utilized during simulation in this study and this strategy can be extend to N-number of phases. The stable control strategy consists of only three voltage loops, which are sufficient for appropriate and efficient operation of three phase boost DC-DC converter. With the stable control strategy, the equal power balance sharing can be obtained between input and output. The stability of control strategy has been evaluated by simulating the multiphase boost DC-DC converter for the same and mismatch turn ratios of high frequency transformers. The simulation result is good and the objective of the strategy is a- chieved.     

高频环节AC/AC变换器在电网补偿中的应用研究

为消除电网中的谐波对电网质量的影响,将单周期控制技术应用于带Z源的高频环节AC/AC变换器,建立了基于该变换器的电网补偿系统.通过AC/AC变换器,产生与电网相位相反的三倍频正弦波,以抑制电网中的三次谐波.最后利用Simulink工具进行了仿真验证.仿真结果表明,电网总谐波畸变度（THD）由7.21%降到补偿后的0.54%,实现了电网的谐波补偿.     

Input-parallel output-parallel configuration of boost half bridge DC-DC converter with control strategy

The concept of connecting two boost half bridge DC-DC converter modules in input-paral- lel output-parallel configuration is presented. The input-parallel-output-parallel （IPOP） converter consists of multiple boost half bridge （BHB） DC-DC converter modules which are connected in par- allel at the input and output side. This kind of converter is an attractive solution for high power ap- plications. The correlation between input current sharing （ICS） and output current sharing （OCS） of the IPOP converter basic modules is described. Two loop control strategies, consisting of input cur- rent loop and output voltage loop, have been developed to achieve equal ICS and OCS in this present work. The control strategy for the IPOP configuration of boost haft bridge DC-DC converter has been verified for different load conditions （half load and full load）, The IPOP system proposed here is comprising of two modules but it can be extended to three or more. The performance of the pro- posed system along with the control strategy is verified by simulation in MATLAB using Simpower tool. Finally the satisfactory simulation results are obtained.     

基于EL模型的Boost型DC/DC变换器无源控制器

根据boost型DC/DC变换器的EL(EL,Euler-Lagrange)模型和无源控制理论,设计了无源控制器。由于无源控制理论是基于能量控制,属系统的本质控制,则无源控制器具有简单、鲁棒性好及工程易于实现的特点。计算机仿真结果表明boost型DC/DC变换器无源控制器是可行的。     

一种高效、高增益比FlyBoost直流变换器

针对传统Boost与反激变换器在宽占空比条件下低效率的缺陷,提出一种高效率、高增益比FlyBoost组合变换器,详细分析了变换器的稳态工作原理。采用状态空间平均法,建立了变换器动态小信号模型并分析了漏感对组合变换器的影响,给出了小信号特征Matlab仿真波形。电路仿真结果证明了理论分析的正确性。