高压大功率双串联谐振多级电压式DC-DC变换器的研究

基于多电平理论,提出一种高压双LC串联谐振DC-DC变换拓扑。开关管零电压开通,损耗减少,开关频率提高;控制谐振网络作用电平进而间接控制变比,设计出适用于双LC串联谐振网络的二极管钳位网络,增大最高输出变比;结合频率控制,实现多级电压输出,具有BUCK-BOOST特性。电压调节更加灵活,适用于直流大功率变换场合;采用频率控制,避免了如传统BOOST变换器中,由于开关导通与关断时间不均匀而引起的损耗和温升过大等问题;通过MATLAB仿真并经过实验验证,证明了该拓扑的正确性。     

大功率DC-DC变换器的设计

针对DC-DC变换器应用于大功率输出储能系统的场景,提出应用基于降压-升压电路的多级交错并联拓扑结构.针对多台DC-DC变换器并联运行的场景,提出应用下垂控制技术.在此基础上,设计了大功率DC-DC变换器.通过测试验证,所设计的大功率DC-DC变换器满足大功率输出的要求.     

有源箝位零电压开关DC-DC变换器拓扑的研究

有源箝位ZVS直流变换器实现了主开关管和辅助开关管的软开关，减少了开关管上的电压应力和反向恢复相关的损耗。本文在有源箝位ZVS单元模块基础上，对有源箝位ZVS直流变换器进行了全面的分析和研究。     

一种新型软开关DC-DC变换器

提出一种新型软开关DC-DC变换器，本文分析了其工作原理并进行了原理性实验．所提出的拓扑电路实现了主功率开关和辅助功率开关的软开关．整机电路效率较高，且有良好应用前景。     

一种适用于高压大功率变换器的三电平直流变换器

(半桥)三电平变换器的优点是其开关管的电压应力为输入电压的一半，该文从另一个角度提出它的推导思路，从中提取出两种三电平开关单元。将(半桥)三电平变换器的推导思路推广到所有的直流变换器，提出了三电平变换器族系，该类变换器除了开关管电压应力为其原型变换器的一半以外，部分变换器还可以大大减小滤波器，提高变换器的动态响应。三电平变换器可以广泛应用于高输入电压/输出电压、中大功率的直流变换场合。     

一种新型软开关双单元DC-DC变换器

提出了一种新型的软开关双单元DC -DC变换器 ,该变换器实现了主开关的零电压零电流开通及零电压关断、辅助开关的零电流开通及零电压关断以及输出整流二极管的零电流关断。分析了其工作原理 ,并进行了原理性实验     

热电领域中DC-DC变换器的综述

利用塞贝克效应制成的热电发电器(TEG),其输出电压较小,不能直接用于现有用电设备或者并网,必须通过DC/DC变换器的转化,才能满足相应的需求。到目前为止已经出现了适合应用于热电发电系统中的多种DC-DC变换器,并且实现了相应的功能。分别详细介绍了单级Boost变换器、电荷泵、交错并联Boost变换器、三相交错并联Boost-buck变换器、Buck-boost变换器、Cuk-cuk-cuk多输入变换器、Sepic-sepic多输入变换器、四相零电流开关多模块开关电容变换器的工作模式、工作状态,并比较了各自的优缺点。     

高压大功率变换器拓扑结构的演化及分析和比较

阐述了高压大功率变换器拓扑结构的发展，同时对它们进行了分析和比较，指出各自的优缺点，其中重点介绍了级联型拓扑结构并给出了仿真波形。     

PWM开关DC-DC变换器的低频波动

为了揭示PWM开关变换器输出电压出现低频波动的规律，基于电感电流和输出电压包络的波动频率远低于变换器的开关频率的假设，建立了变换器中电感电流和输出电压包络的微分方程，并在s域进行分析，得出了变换器的闭环输出—输入电压传递函数，采用胡尔维茨稳定判据得出了变换器的稳定条件，分析结果表明：反馈环节的滞后是造成变换器输出电压出现低频波动的原因。采用零极点分析的方法确定了变换器低频波动的频率，利用变换器拓扑结构的约束关系，得出了变换器低频波动的幅值。采用SPICE仿真和实验的方法验证了理论分析结果的正确性。     

一种低漂移对称大功率高压直流变换器的设计

在UPS电源或。DC/AC变换器设计中,需要正负对称的直流高压,该电压经逆变器后获得50 Hz(或其他频率)的正弦电压。为保证负载和变换器本身可靠工作,要求输出交流电压的直流分量足够小,因此获得高度平衡对称的直流高压是减小直流分量的必要条件。详细介绍了一种对称的大功率高压直流变换器技术方案,它通过对称Boost变换器和脉冲变压器采样反馈技术实现了低漂移、大功率、宽输入范围、输出不平衡度很小的直流高压。详细描述了主要参数的设计方法,最后给出了测试结果。     

单向LC型直流—直流变换器的设计与控制

提出一种单向LC型直流—直流变换器,可用于互联两个电压等级不同的直流系统、单向地传输直流功率。该单向LC型直流—直流变换器由电压源型换流器、不控整流器,以及连接它们的LC电路构成。研究了单向LC型直流—直流变换器的拓扑设计,推导了其电感、电容设计步骤,设计了单向LC型变换器的功率控制方法,理论分析了直流故障时,故障电流幅值的大小。然后,在PSCAD/EMTDC上搭建了30 MW±10kV/±100kV仿真算例,验证了所提控制方法的正确性以及拓扑本身所具有的故障穿越能力。相较于其他直流—直流变换器,单向LC型直流—直流变换器具有直流升压比高、功率可控性好、制造成本低、具备直流故障穿越能力等优点。     

一种隔离型双向DC-DC变换器拓扑与工作模式分析

本文提出了一种新型的隔离型双向DC-DC变换器拓扑，具有简单对称的电路形式。高频变压器将变换器输入侧和输出侧之间隔离，变换器的每一侧由一个半桥电路与一个电感构成，它可以看成一个同时具有半桥特点和升压或降压变换器特点的混合电路。该变换器拓扑可有多种运行方式，本文对电路工作原理进行了简要介绍。对PWM控制和移相控制两种工作模式进行了阐述，并对移相控制下的软开关特点进行了分析。研制了实验样机，并进行了实验研究。实验结果证实了理论分析的正确性。     

多级串联高压大功率矩阵变换器的研究

提出和采用载波移相调制原理,仿真分析一种降压变压器次级绕组功率平衡的多级串联高压变频器,即一个次级变压器承担对称的3个三相-单相矩阵变换器输出,输出相位相同的三相-单相矩阵变换器通过升压变压器次级串联,构成一相高压交流输出。整个电路由网侧工频降压变压器、单相矩阵变换器阵列、载侧高频升压变压器以及滤波电路构成。仿真结果表明,所提出的多级串联高压变频器具有可行性和低成本特征。     

新型零电压转移DC-DC变换器

提出了一种新型零电压转移DC－DC变换器,并以其在Boost交换器中的应用为例分析了它的工作原理。仿真与实验都证明全部主、辅管均可实现零电压／零电流开关,并且电路可工作在较宽的负载范围内。     

基于改进快速排序算法的MMC均压控制策略

模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)由于其自身具有输出电平数高、开关频率低、波形质量好等优势而被广泛研究和使用。子模块电容的电压均衡问题是MMC的重点研究方向之一。传统均压方法随着子模块数目增加,将极大增加开关元件频率损耗和控制器运算量。该文提出了一种基于改进快速排序算法的均压策略,通过实时监测子模块电容电压,设置子模块电压间的离散度指标,继而控制排序模块的开通和保持。同时,通过排序算法的优化,使控制器在多模块时计算效率大大增加,降低硬件要求。在PSCAD/EMTDC仿真平台搭建MMC-HVDC模型进行仿真验证。仿真结果表明,改进的均压控制方法能够在维持系统特性相对均衡的同时,有效提高运行速度,降低子模块开关频率。     

一种适合UPS应用的新型零电压开关双向DC-DC变换器

电流-电压型双向DC-DC变换器采用相移技术可以实现功率器件的软开关，但是电流源型变换器存在关断电压尖峰和变压器两端电压不匹配时引起环流损耗增加。为解决这些问题，该文提出一种新的相移加PWM控制有源箝位型零电压软开关(ZVS)双向DC-DC变换器，在电流源型变换器中加入有源箝位支路和PWM控制技术，能够有效抑制电压尖峰和降低环流损耗，同时实现了全负载范围的ZVS。该文分析了这种新型变换器的工作原理，并在一台1.5 kW的原理样机上进行验证，最后给出了试验结果。     

多端口直流直流自耦变压器

该文提出了一种多端口直流–直流自耦变压器的拓扑,该多端口直流自耦变压器用于互联多个直流电压等级不同的直流系统。提出了多端口直流自耦变压器的潮流直接分析法以及潮流分解分析法,推导了多端口直流自耦变压器中各换流器额定电压与额定功率设计方法,设计了多端口直流自耦变压器的控制策略。以一个三端口直流自耦变压器为测试算例,在PSCAD/EMTDC下仿真验证了多端口直流自耦变压器的技术可行性。以互联±250、±320 k V和±400 k V直流系统为例,假设±250 k V和±320 k V系统的额定输入/输出功率分别为500 MW和1 000 MW,采用常规的多端口直流–直流变换器技术所需要的换流器总容量为3 000 MW,而采用多端口直流自耦变压器技术所需要总的换流器仅为775 MW,所使用的换流器总容量仅为现有技术的26%,显著节省了成本,降低了运行损耗。     

一种串联共振型DC-DC变换器的特性解析

对串联共振型DC DC变换器主电路的构成原理 ,电路拓扑和存在的工作模式进行了详细的分析讨论。作出对应的状态轨迹图 ,通过仿真和实测 ,求出相应的电压、电流波形及输出特性 ,从中得出有益的结论     

高升压比DC-DC变换器的研究

随着电力需求的不断增长,高升压比DC-DC变换器的需求也不断增大。提出了一种新型的高升压比DC-DC变换器,该变换器基于两个围绕LC电路的全桥结构使其工作在增幅谐振状态,实现电容电压导数为正,以此来达到升压的目的,而不需要变压器的参与。详细介绍了该变换器的拓扑结构,分析了该变换器的工作原理,对该变换器建立了数学模型,并给出了变换器的设计步骤,最后在Matlab/Simulink平台上搭建了仿真模型。仿真结果表明:所提出的升压DC-DC变换器将4 kV升压到80 kV,升压比达20,因此具有很高的升压比。     

隔离型双半桥DC-DC变换器的软开关特性

分析了隔离型双半桥(DHB)DC-DC变换器的软开关特性。首先介绍DHB变换器的工作原理,详细分析DHB变换器的软开关过程。通过理论建模和定量分析,给出各开关管实现零电压开通的充要条件。总结谐振电流、变换器输出功率和死区时间与实现零电压开通的三条规律,推导出各开关管软开关实现所允许的变换器最小输出功率的解析表达式。然后,提出一种改进的占空比控制策略,有效地扩宽了变换器的软开关运行范围,有助于变换器实现稳定的软开关运行。最后,通过样机实验验证了所提的理论分析以及改进控制方法的正确性和有效性。