基于MATLAB的单相矩阵变换器仿真分析

分析单相矩阵变换器的工作原理和拓扑结构,建立Simulink仿真分析模型.仿真分析结果表明单相矩阵交-交变换器具有输出频率和电压连续可调、输入输出电流较接近正弦波、但输出电压波形存在畸变等特点.单相矩阵变换器具有广阔的应用前景.     

单相交错式Boost PFC的实现

为了克服传统的单重PFC变换器不利于开关频率提高以及输出功率不高等缺点,提出了以UCC28070为主控芯片的双重PFC变换器.该变换器通过使两组Boost单元电路中的电感电流相互交错来降低输入电流纹波和开关器件的电流应力,从而提高其开关频率、功率等级和效率.仿真和实验结果均表明：该双重PFC变换器具有良好的功率因数校正效果、小的输入电流纹波、低的功率开关电应力,并能够大幅度减小整个功率电路的成本.此变换器可适用于大电流高功率等场合.     

宽范围输入输出电压LCC谐振变换器的分析设计

文章对电流连续工作模式（CCM）下LCC谐振变换器的工作模态进行了分析,在此基础上采用基波近似法对LCC谐振拓扑进行了简化,推导出LCC谐振变换器的基波纯阻性和基波容性等效电路,建立了与开关频率、负载及变换器增益有关的数学模型.结合模型,提出了宽范围输入输出电压LCC谐振拓扑的设计方法,基于此方法结合一套电源设计指标设计了一组谐振参数.通过仿真验证了所设计的LCC谐振变换器在宽范围输入输出电压条件下可实现全负载范围的软开关,满足设计指标,证明了模型和设计方法具有较高精准度和良好应用价值.     

用于电动汽车的交错并联软开关双向DC/DC变换器

双向DC/DC变换器作为电动汽车能量控制的关键性元件,是复合电源储能系统中不可或缺的重要部件之一.鉴于不同的双向DC/DC变换器拓扑结构的选择能够影响其成本的高低、性能的好坏,以电压、电流应力最小的双向半桥变换器为基础,采用不添增额外半导体器件的软开关技术,有效的减小器件的开关损耗,并选取两相交错式拓扑结构来弥补输出电压、电流纹波大的缺点.在双向DC/DC变换器中采用两个电流内环并共用一个电压外环的控制策略,通过仿真实验验证了该变换器能够实现对能量双向流动的稳定控制,具有零电压、零电流开关,输出电压、电流纹波小的优点.     

Z源直流变换器电感电流断续工作模式分析

Z源变换器具有新型的拓扑结构,在输入直流电源和输出变换器之间采用独特的Z源网络进行连接,以获得更好的升/降压效果.在电感电流断续条件下,对Z源直流变换器的工作状态进行了详细分析,利用稳态条件下电感平均电流为零的条件推导出Z源直流变换器的升压比,进一步分析出临界电感的计算公式,并通过仿真验证了理论分析的正确性.     

能量回收大功率DC/DC装置的主电路拓扑设计

针对某种型号的大功率电动汽车设计了一款能够实现软开关的多相交错的双向大功率DC/DC装置的主电路拓扑。设计中为了减小装置的体积以及提高装置的效率,使用了非隔离型的双向DC/DC主电路拓扑。为了减小主电路的输入输出电流纹波以及提高主电路拓扑的可靠性,使用了多个非隔离型的双向DC/DC主电路拓扑相并联。通过控制多相交错型拓扑结构中主功率开关管的导通和断开的时序实现了软开关技术,这样不仅降低了功率开关器件的功率损耗而且还减少了主电路本身对其它电路的干扰。最后,使用Matlab/Simulink仿真软件对所设计的主电路拓扑进行了仿真,验证了基于软开关的主电路拓扑的正确性。     

一种高效隔离的双向DC/DC变换器

面对全球环境急剧变化、能源紧张、节能减排压力的不断上升,具有效率高、体积小、动态性能好、成本低等优势的双向DC/DC变换器的技术需求日益增多.文章在分析传统隔离式双向DC/DC变换器各种拓扑的优缺点的基础上,提出了一种具有隔离、高效、高功率密度的LLC谐振式双向DC/DC变换器的对称拓扑结构.通过研究LLC谐振电路参数的计算方法,设计了300 W,336/24 V的双向DC/DC变换器样机模型,并在Cadence Pspice环境下,建立了相应的等效电路模型,从空载到满载全范围工作状态下,仿真实现了谐振侧开关管零电压开关(ZVS)和整流侧整流二极管零电流开关(ZCS),减小了损耗,提高了效率,降低了电磁干扰(EMI),验证了双向DC/DC变换器对称拓扑结构及其谐振电路参数计算方法的正确性.     

一种新型电压型高频链逆变电源

针对电流型高频链逆变电路存在功率开关器件导通电流大,难以完成大功率变换和含周波变换器的电压型逆变电源普遍存在次级双向功率开关管数目众多、成本高、可靠性差、电感电流强迫切断激起高压、效率不高等问题,提出一种新型的电压型高频链逆变电源.首先针对该拓扑结构,提出一种双极性三电平控制策略,然后对逆变电源工作在不同模态下的等效电路进行了分析,最后在Matlab/Simulink仿真环境下搭建仿真平台,仿真结果验证了理论的正确性.     

一种FB-ZCS Boost倍压变换器工作原理的分析与仿真

分析了FB-ZCS变换器的工作原理,系统研究了软开关实现条件。这一变换器结构简单,容易实现。仿真分析证明,这一变换器具有高增益的特点。通过Pspice仿真,证明了FB-ZCS运用于28V直流输入的某新型行波管电源的可行性。     

单周期控制Cuk变换器的启动问题与解决方案

开关变换器的单周期控制技术具有动态响应快、开关频率固定、输入扰动抑制能力强等特点.将单周期控制用于一些拓扑结构较复杂的变换器时,会给变换器的启动带来问题.首先分析了单周期控制Cuk变换器的启动问题,然后结合变换器的全局稳定性,采用固定占空比控制的辅助方案,很好地解决了启动问题,实现了Cuk变换器的单周期控制.最后对提出的解决方案进行了仿真分析和实验验证,仿真和实验结果均表明解决方案是正确与有效的.     

交错式三电平低纹波双向DC/DC变换器

为使双向DC/DC变换器以适合的电感值达到输入输出电流纹波小、输出电压纹波小的安全需求,提出一种交错式三电平低纹波双向DC/DC变换器,该变换器适用于一些极端变换或者高电压变换的场合,如光伏发电系统、不间断电源和分布式发电等场合。详细叙述了该交错式三电平低纹波双向DC/DC变换器的工作原理,分析了稳定状态下变换器的输出电压,电流纹波,输出电压纹波及开关管承受电压应力,并得到主要工作波形。波形图和分析结果表明,该变换器采用交错对称式电路结构,具有输入输出电流连续,输出电压纹波小,开关管电压应力低,输出电压范围大及输出三电平的优势。     

三绕组耦合电感组成的交错并联基本单元

提出了一种三绕组耦合电感组成的交错并联基本单元结构,并演绎出了一系列适用于大电流、高增益或高降压变换场合的DC/DC拓扑族.采用有源箝位软开关电路无损地转移了漏感能量和消除了主开关管上的电压尖峰.在整个开关周期内,主开关管和辅助开关管都是零电压软开关动作,减小了电路的开关损耗.三绕组耦合电感的漏感限制了输出二极管关断电流的下降速率,抑制了二极管的反向恢复电流.总结了一系列采用三绕组耦合电感和有源箝位软开关电路组成的交错并联DC/DC变换器拓扑族.最后,设计了一台40 V输入、380 V输出的1 kW Boost变换器试验样机,实验结果与理论分析一致.     

一种FB ZCS Boost倍压变换器工作原理的分析与仿真

分析了FB ZCS变换器的工作原理,系统研究了软开关实现条件。这一变换器结构简单,容易实现。仿真分析证明,这一变换器具有高增益的特点。通过Pspice仿真,证明了FB ZCS运用于28V直流输入的某新型行波管电源的可行性。     

直流微网中高降压比软开关DC-DC变换器

针对传统单级DC-DC变换器在分布式电源构成的DC 380 V直流微电网中变换困难的问题,提出了一种具有高降压比特性的新型拓扑结构.该拓扑结构利用中间电感和输出侧电感的分压特性,较好地实现了高降压比转换,并利用钳位电容的作用实现了电路的软开关动作.在分析其基本原理的基础上,给出了一定死区时间内软开关的实现条件,并通过对比介绍了该变换器的优势.最后通过仿真验证了上述理论分析的正确性.     

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.     

一种新型的无开关应力PWM软开关变换器的研究

介绍了一种新型变换器-Buck PWM软开关变换器，详细分析了它的工作原理和特性，这种变换器只有一个有源开关，能够在无电压和大电流应力下工作。最后通过仿真和实验结果验证了其有效性。     

电力电子电抗器阻抗变换研究

为了使电抗器的电抗值连续可调,设计了一种新的电力电子电抗器:将传统机械式电抗器的单边绕组结构设计成双边绕组结构,由电抗变换器及电力电子阻抗变换器组成。阻抗变换控制器通过控制其二次绕组的电流及阻抗,来改变一次绕组的电流和阻抗。这种结构具有高低压隔离、电抗器电抗值平滑变化的优点,可用于高压电机软起动、谐波抑制、无功功率补偿等领域,具有广阔的应用前景。介绍了电力电子电抗器的构建和拓扑结构,着重分析了电力电子电抗器的阻抗变换机理,并运用Matlab/Simulink仿真软件,对电力电子电抗器的阻抗变换进行了仿真。仿真结果表明,电力电子电抗器的阻抗变换理论是正确的。     

组合型DC/DC变换器控制策略研究

为了提高变换器输出功率,实现开关管的ZVS,根据两组以上变换器交错并联的电路拓扑,提出了一种带辅助网络的两路交错并联DC/DC变换器的控制策略.该控制策略可以实现变换器次级电压的交错,使得滞后桥臂利用另一全桥变换器产生的交错电流实现ZVS.最后运用Saber软件进行了仿真和实验,实验结果验证了该控制策略的正确性.这对大功率开关电源的研究具有实际指导意义.     

具有准谐振缓冲器的零电压零电流切换DC-DC变换器

提出了一种新的具有准谐振缓冲器的零电压（ZVT）零电流切换（ZCT）直流-直流（DC-DC）变换器。此变换器中的缓冲器仅由一个准谐振电路构成,能使变换器的主开关同时实现零电压开关和零电流开关。这种新的变换器具有现有各种ZVT或ZCT变换器的大部分优点,同时能克服这些变换器的大部分缺点。此外,此变换器能在很宽的线路和负载范围内以很高的频率实现软切换。所有半导体开关器件都工作在软开关状态。此变换器结构简单,成本低,易于控制。对此变换器作了详细的稳态分析,其性能由一个小功率变换器的实验原型电路得到了证实。     

一种具有正输出电压的无桥CUK PFC变换器

传统的CUK PFC变换器输出电压为负,需要附加反相放大器电路,增大了变换器的体积和成本。提出了一种新型无桥CUK PFC变换器拓扑,该拓扑在无需附加反相放大器电路的情况下使变换器输出电压为正,具有控制简单、高效率、低成本的优点。通过拓扑优化减少了1个输入电容,并使2个二极管从高频的大电流转换为工频的小电流工作状态,可选取普通整流二极管代替快恢复二极管,从而降低了变换器的体积和成本。该变换器工作在不连续导通模式下,不需要电流控制环,从而简化了控制电路。另外,主开关在零电压开关(ZVS)条件下导通,输出二极管在零电流开关(ZCS)条件下关断,降低了开关损耗,提高了变换器的效率。在PSIM中搭建了仿真模型,并制作了额定功率150 W的试验样机,验证了所提变换器的有效性和优越性。实验结果表明,在额定输入条件下,功率因数(PF)为0.9957,输入电流的总谐波失真(THD)为3.78%。