储能系统双向隔离直流变换器新型控制策略

为了实现高压接入低压输出储能系统中三相双向隔离直流变换器的高效应用,设计了一种新颖的控制策略。三相直流变换器中隔离变压器采用星三角连接可减少高压侧电压应力和低压侧电流应力。新方案利用开关频率控制调节直流变换器输出电压,并在高于开关频率点后,结合使用了一种谐振电路的移相算法,以减小特定功率下的开关频率范围。同时,对全功率...     

三相三开关降压型PWM整流器的研究

本文提出了一种基于脉冲宽度调制技术的新型三相三开关降压型整流器。通过在传统三相桥式不可控整流电路各桥臂添加可控开关,实现了对各个桥臂的主动控制,根据开关管功率损耗和交流侧谐波电流的分析,得到了一种最小功率损耗的调制方式。该电路拓扑具有结构简单、可控开关管数目少、控制方便等特点,可实现从交流到直流的整流降压功能,同时具有网侧电流畸变率低、直流输出电压稳定等优点。最后通过仿真验证了理论分析的正确性,证明此种电路拓扑的良好特性,具有很好的应用前景。     

一种新型的零电压谐振极型逆变器

为实现一种结构简单，高效，高频，低的电压应力，易于控制的软开关三相逆变器。该文提出一种新型的三相谐振极逆变器，它可以实现逆变器主开关的零电压开通，辅助开关管的零电流开关，谐振电路功率小，与传统的辅助谐振变换极逆变器(ARCPI)不同，它避免了ARCPI使用的2个大电容，也没有中性点电位的变化问题。与三角形或星型谐振吸收逆变器(RSI)的三相谐振电路之间互相耦合不同，它的三相之间是互相独立的，这就使得逆变器易于应用各种控制策略。该文选取一相电路，对其工作原理进行了分析，给出了在不同工作模式下的等效电路图，仿真和实验结果都验证了原理的正确性。     

一种辅助谐振变换极三相电压型PWM变流器

提出了一种新颖的辅助谐振变换极三相PWM变流器拓扑结构.该拓扑结构较传统辅助谐振变流器简单,控制方便.文章分析了PWM 控制方式、零电压谐振的工作模式,并对谐振电路和谐振条件进行了数学推导.仿真研究结果表明,该变流器在单位功率因数运行的情况下,能够实现零电压开关动作.     

一种新型PWM软开关整流器的仿真

软开关脉宽调制PWM整流器是一种性能优良的转换电路,它克服了一般变换电路中功率开关器件承受较大的电压应力和较高通态损耗的缺点。文中提出了一种使用绝缘栅双极晶体管IGBT的软开关功率变换电路,为主开关提供了零电流开关ZCS的条件,谐振电路开关也能通过零电压开关ZV S或者零电流开关ZCS实现转换;提出的电路具有损耗小,转换效率高(96%),死区时间(4μs)短的优点。因此可以采用频率更高的脉宽调制PWM脉冲,能基本上消除电网侧电流的低次谐波,减少电流波形的畸变率;阐明了电路的工作过程及分析总结了其特性,并使用PSCAD/EM TDC进行了仿真,仿真结论证明了其工作原理。     

基于DQ变换三相三开关Boost型开关整流器的DC和AC分析

该文将三相三开关Boost型开关整流器分解成几个子电路，然后对各子电路进行DQ变换，得到相应的DQ模型，最后把各子电路的DQ模型连接起来，得到三相三开关Boost型开关整流器的DQ模型及其简化DQ模型。在此基础上，进行DC和AC分析，得到三相三开关Boost型开关整流器直流工作点和交流传递函数，经过分析，三相三开关Boost型整流器具有如下特征：（1）输出电压可以从零变化到一个最大值；（2）在稳态时，系统可等效为一个理想是流源，（3）输入侧的功率因数在一定的范围内可以控制，仿真结果验证了理论分析的正确性。     

三相四开关APF的SVPWM优化策略研究

针对三相四开关并联型有源电力滤波器(TFSAPF)的直流侧电容电压变化问题,通过分析不同开关模式的电路结构,总结了直流侧电容电压变化的原因,并给出了TFSAPF4个模值不全相等的有效空间电压矢量对直流侧电容电压的影响。提出了通过检测电容电压差值和电容电流方向来选择不同的等效零矢量以平衡直流侧电压的SVPWM优化策略。针对直流侧中点电位偏移问题,设计了一种基于检测电容中点电流平均值的直流侧电压偏置补偿器。相关的仿真与实验结果均证明了该SVPWM优化策略的可行性和有效性。     

容错型三相四开关有源电力滤波器及其控制策略

有源电力滤波器(APF)多基于三相六开关拓扑,为提高其运行可靠性,提出一种基于元件冗余的三相四开关容错型APF。针对三相六开关APF的故障判别,应用功率器件承受电压变化识别桥路开路故障;研究了基于谐波检测APF补偿算法与控制电源电流跟踪电网电压APF补偿算法的关系,指出容错型APF切换控制中更适合采用电源电流直接跟踪补偿算法;在三相四开关APF数学模型基础上,研究了直流母线中点偏移对三相四开关APF补偿性能的影响,提出一种直流中点电压差值前馈补偿方法。扩展了配置直流侧储能的情况下,容错型APF的有功调节实现方法;设计了APF容错控制切换策略和硬件实现的电流滞环跟踪控制电路,在建立的三相四开关APF平台上,实验验证了所提方法的有效性。     

一种新的半桥零电压开关变换器拓扑

提出了一种新颖的半桥零电压开关主电路拓扑,并详细分析了其工作原理、特点和零电压开关的条件。最后用pspice仿真结果对理论分析进行验证。     

三相Buck型脉宽调制AC/AC交流斩波器及其控制策略

详细分析了三相Buck型脉宽调制AC/AC交流斩波器的电路结构、工作原理及其控制策略。通过比较三相输入电压值的大小,并结合输出电压误差放大信号与三角载波的比较结果,可确定该斩波器各开关管的工作状态。本文以传统的单相输出电压反馈控制策略为基础,提出了一种新颖的三相输出电压反馈控制策略。分别采用两种控制策略,对三相Buck型脉宽调制AC/AC交流斩波器进行了仿真比较研究,并研制了一台原理样机。仿真和实验结果表明:在相同工作条件下,该斩波器采用三相输出电压反馈控制比采用单相输出电压反馈控制具有更好的控制效果。     

数字化三相功率因数校正技术的现状及发展趋势

通过阐述几种三相有源功率因数校正(PFC)电路的拓扑,并结合数字控制技术、高频脉冲宽度调制(PWM)整流技术和多电平技术,分别介绍了三相单开关数字式PFC电路、三相双开关数字式PFC电路、三相三开关数字式PFC电路、三相六管高频整流电路和三相三电平数字式高功率因数整流器的总体数字控制方案.在此基础上,指出了数字式三相高功率因数整流器的发展趋势.     

Circuit theory of power factor correction in switching converters

This paper discusses the circuit theory aspects of power factor correction in switching converter circuits. The discussion begins with an examination of the requirement of power factor correction in dc/dc converters. Using the concept of zero‐order converter circuits, sufficient conditions for a dc/dc converter circuit to provide power factor correction are derived. The duality principle is applied to generate new converter circuits that can achieve power factor correction. The practical application of power factor correction is considered in conjunction with the requirement of tight output voltage regulation. Detailed study of the circuit configuration that can simultaneously provide power factor correction and output regulation is given. Based on a general three‐port model, the voltage regulator with power factor correction capability is studied in terms of the power flow between the input port, output port and energy storage port. A detailed consideration of the power flow among the three ports leads to the derivation of all possible minimal configurations that can achieve power factor correction and voltage regulation. The efficiencies of these minimal configurations are studied theoretically, leading to the concept of ‘reduced redundant power processing’ which provides important clue to efficiency improvement. Another issue addressed in this paper is the synthesis of practical circuits that can provide power factor correction and output regulation. In particular, four practical minimal configurations that achieve reduced redundant power processing are considered. A systematic synthesis procedure is derived for creating converter circuits that achieve power factor correction and output voltage regulation. The control issue is also investigated in depth, pinpointing the basic requirement on the number of control parameters needed and its relationship with the operating mode. Copyright © 2003 John Wiley & Sons, Ltd.     

一种新颖有源功率因数校正开关变流器电路的设计

分析研究了单相电流连续和电流不连续型Boost功率因数校正开关变流器拓扑.针对单相电流连续Boost型功率因数校正变流器开关压力和输出电压高的缺点,提出了带有源浮充平台的Boost型功率因数校正交流器方案.详细阐述了其工作原理和控制方法,在此基础上,结合单周控制技术和控制方法的原理,提出了一种新型功率因数校正AC/DC开关变流器电路,并给出了电路实验结果.     

充电泵高功率因数准半桥逆变器

提出一种新型充电泵高功率因数准半桥逆变器拓扑结构。该逆变器具有电路结构简单和采用普通的PWM控制方式的特点。分析了电路的工作过程及取得高功率因数的条件，给出了电路参数设计指导，并通过仿真与实验证实了理论分析的正确性。达到了不用专用控制芯片实现高功率因数的目的。     

一种高性能功率因数校正电路研究

给出了一种新型高性能的功率因数校正电路。通常的功率因数校正电路由二极管桥式整流电路和升压式变换器组成。其缺陷是电路工作时,一直有3个半导体器件存在导通压降。在所研究的电路中,当升压变换器功率管导通时,有3个半导体器件存在导通压降;而当升压变换器功率管关断时,只有两个半导体器件存在导通压降。因此,电路工作效率提高到97%。分析了这种电路的工作原理,并给出了仿真和实验结果,证明了理论分析的正确性。     

一种新颖的Boost型PWM整流器控制算法研究

传统的整流器中,由于使用了非线性元件以及直流侧输出电容,其功率因数非常低,给电网造成了严重的污染。随着人们对电网谐波污染的日益重视,功率因数校正(PFC)技术正日益成为研究的热点。在三相功率因数校正电路中,由于全解耦型电路输入功率大,电气性能较好,故特别适用于大功率场合。分析了全解耦型电路的典型电路Boost型PWM整流器,介绍了其数学模型,随后提出了一种新的矢量控制算法。该方法无需存储正弦表格,减少了对资源的占用,提高了开关矢量的精确性,缩短了计算时间。在此基础上设计了一台1kW,开关频率为10kHz的试验样机,实验结果证明了新控制算法的有效性。     

一种双电感结构的LLC谐振型PFCAC-DC变换器

传统的AC-DC电源多采用二极管整流,由于大滤波电容和不控器件的存在,造成电路本身功率因数较低,且会对电网侧产生严重的谐波污染。一般方法多采用再级联一级功率因数校正(PFC)电路,来解决谐波污染和功率因数较低的问题,但由此增加了电路级数,增加了电路结构和控制的复杂度,降低了电路的效率。研究了一种基于双电感结构的具有PFC功能的LLC谐振型AC-DC变换电路,单级电路可以实现高功率因数能量变换,提高了电路传输效率。该电路不仅实现了传统LLC谐振变换,保证开关管以软开关方式工作,而且采用双电感结构的PFC电路,运用并联交错技术,较好地克服了电流断续型PFC电路输入电流谐波畸变较大的问题。对该电路拓扑进行了理论分析和仿真研究,实验验证了该电路拓扑的可行性。     

基于IR1150的无桥Boost高功率因数整流器的研究

传统有源功率因数校正电路中导通器件多,通态损耗大,不适于中大功率场合.基于单周期控制技术的IR1150是一种新型的功率因数校正芯片,无需传统PFC电路所需的乘法器,不需要检测输入电压.以IR1150为控制芯片,提出了一种无桥路高功率因数整流器,分析了其工作原理,对电磁干扰(EMI)和电流检测方案进行了分析与设计.500 W的试验样机表明,该整流器电路结构简单、可靠,而且成本低,功率因数可达0.99.     

一种PFC软开关拓扑的技术研究

随着各种功率因数校正电路应用日益广泛,如何提高其效率是目前电力电子研究的热点之一,本文以一种PFC软开关拓扑的变换器作为研究对象,详细分析了其基本工作原理。并对电路参数进行了设计,同时给出了辅助开关管驱动信号的产生方案,最后给出了实验结果,实验结果证明了理论分析的正确性,揭示了该软开关拓扑电路确实可以有效提升系统效率（尤其是在开关频率较高时）。     

UPQC直流储能单元的APFC控制技术

统一电能质量控制器(UPQC)是用户电力技术中的新兴装置,它能统一实现多重电能质量调节功能。系统地介绍了UPQC的综合补偿功能,并给出了一种典型的UPQC拓扑结构。为了进一步提高UPQC的性能,将有源功率因数校正(APFC)技术引入UPQC直流储能单元的直流电容电压控制,详细阐述了其工作原理,并给出了仿真实验结果。APFC技术用于UPQC的直流储能单元中是完全可行的,它使UPQC的性能更完善。