基于优化驱动脉冲共模传导干扰抑制的研究

在桥臂对管按相同规律通断的全桥变换电路中，由于对角开关管驱动脉冲传输延时不一致使得左右桥臂中点对地产生的共模电流不能抵消。为了抑制共模噪声，提出了一种通过对驱动脉冲边沿时刻进行预调整来抑制共模噪声源的方法。实验表明，这种方法在不增加任何其它硬件手段的前提下有效的衰减了共模传导干扰。文章中还结合实验结果对电路中的寄生参数对共模电流频谱的影响进行了分析。     

一种适用于全桥LLC变换器的共模噪声抑制方法

全桥LLC变换器拓扑简单,易于实现所有开关管的软开关,被广泛应用于中大功率场合。针对全桥LLC变换器,建立了变换器的共模噪声模型,分析了共模噪声源和共模噪声耦合路径,提出了基于平衡电容的共模噪声抵消方法,并给出了变压器寄生电容参数的提取方法。最后通过实验验证了模型的准确性和方法的可行性。     

全桥变换电路共模传导电磁干扰分析研究

在全桥变换电路中，由于对角开关管驱动脉冲传输不一致使得左右桥臂中点对地产生的共模电流不能抵消。对全桥变换电路共模传导电磁干扰传播路径进行了分析，在这基础上建立了低阶的共模传导电磁干扰的等效电路，以指导滤波器的设计。文章中结合实验结果对电路中的寄生参数对共模电流频谱的影响进行了分析。     

全桥变换电路共模EMI分析及其抑制技术研究

针对全桥变换电路分析了共模传导干扰的产生机理。揭示出当桥臂对管按相同规律通断时,由于对角开关管驱动脉冲传输延时不一致使得左右桥臂中点对地产生的共模电流不能抵消这一问题。提出一种通过对驱动脉冲边沿时刻进行预调整的方法来抑制共模干扰。通过实验证实,该方法可以在不增加任何其它硬件手段的前提下有效地衰减共模传导干扰,并对实验结果进行了较详细的分析。     

基于驱动信号自调整的磁铁电源共模抑制

建立了磁铁电源高频共模等效模型,指出双极性调制理论上可完全消除共模电流.然而,实际产品中开关管驱动脉冲存在相位差,将极大影响其共模消除效果.据此,在此基于共模等效模型进行频域分析,确定共模干扰强度与相位差的理论关系,并以此指导驱动脉冲沿调整,减小共模电流.仿真及实验结果验证了通过驱动信号自调整方法实现磁铁电源共模电流抑制的有效性.     

全桥变换电路共模传导电磁干扰分析研究

在全桥变换电路中,由于对角开关管驱动脉冲传输不一致使得左右桥臂中点对地产生的共模电流不能抵消。对全桥变换电路共模传导电磁干扰传播路径进行了分析,在这基础上建立了低阶的共模传导电磁干扰的等效电路,以指导滤波器的设计。文章中结合实验结果对电路中的寄生参数对共模电流频谱的影响进行了分析。     

低共模噪声图腾柱SEPIC PFC变换器研究

传统图腾柱SEPIC功率因数校正(PFC)变换器具有低输入电流纹波、高效率、可实现升降压转换的优点,但由于电路在输入电压负半周工作时,其输出电压相对于输入电压开关周期浮动导致了严重的电磁干扰(EMI)问题,从而限制了该拓扑的应用。基于传统图腾柱SEPIC PFC变换器拓扑,分析了共模噪声的产生机理,并提出采用耦合电感以及隔离变压器结构来解决共模噪声以及输出浮动的问题,该变换器不仅实现了低共模噪声,且实现了图腾柱式单级隔离转换。最后搭建了一台200 W实验样机验证了理论分析的正确性与可行性。     

基于变压器双电容模型的光伏全桥LLC变换器共模干扰建模分析

LLC变换器可以在全负载范围内实现软开关,整体效率与功率密度更易得到提升,在以光伏发电形式为主的直流微网中得到广泛的应用。随着碳化硅等第三代半导体器件的渐渐普及,LLC变换器的工作频率越来越高,其高频变压器寄生电容对变换器共模干扰的影响愈发明显。现有针对变压器寄生电容的简化建模主要基于变压器内部绕组结构,使得集总电容模型的解析式较为复杂,不利于实际应用。对此,基于独立电压变量个数推导出一种适用于全桥LLC变换器共模干扰建模的变压器双电容模型,得到简洁易用的解析计算表达式,该模型可适配不同结构变压器,具有普适性。基于推导的双电容模型建立了全桥LLC变换器共模传导干扰模型,通过Matlab/Simulink仿真验证了所提双电容模型和共模干扰模型的准确性。     

磁轴承中三电平全桥变换器的混沌现象分析

针对脉冲宽度调制模式下采用比例控制的三电平磁轴承开关功率放大器的非线性现象进行了研究,采用频闪采样法建立了全桥变换器的离散映射模型,并基于此模型分析了全桥变换器的分岔稳定性和混沌特性,展示了全桥变换器混沌现象的动态演化过程。利用数值计算确定了电流控制器比例系数、载波频率和母线电压的稳定调节范围,并计算了李雅普诺夫指数图验证混沌现象存在。仿真及实验结果表明降低电流控制器比例系数和母线电压,提高载波频率有利于消除混沌现象,从而提高三电平全桥变换器的稳定性。     

Buck电流馈电全桥拓扑的研究与设计

详细分析了Buck电流馈电全桥变换器的工作原理及其与Buck电压型全桥变换器的不同点,分析了全桥功率管开关的电流和电压变化情况.该拓扑的全桥变换器的晶体管由于零电压关断而没有关断损耗,而且与变压器漏感串联零压导通,所以导通损耗也很小.设计了Buck电流型全桥主电路、Buck开关管的吸收电路、PWM控制电路及隔离驱动等电路.通过实验验证了该变换器很适合大功率、高电压输出的场合,具有一定适用性和可靠性.     

一种低共模电磁干扰SVPWM法的研究

为了消除传统的空间矢量脉宽调制(SVPWM)在变频器输出端产生较大的输出端共模电压突变,提出了新型SVPWM控制方式——三矢量合成SVPWM。在介绍了该控制方式的原理即:每个桥臂换流时,总有另一桥臂同时发生换流且换流方向与之相反,此时第三桥臂则不发生换流,总的共模电压不会发生跳变后,分析了由于死区时间及驱动信号传输延时不一致等非理想因素对该方法实际效果的影响。分析和实验表明,该SVPWM合成方式可有效抑制共模EMI,在实际应用中需采取死区补偿和驱动脉冲前沿的精细调整达到最佳效果。该方法的最大直流电压利用率仅0.67,对此可采用六矢量合成法进行改进。     

三相逆变器共模传导电磁干扰建模及原始噪音抑制技术

建立了三相逆变器的共模噪音通路模型,基于此模型分析了连接在交流母线与直流母线之间的滤波电容对共模噪音特性的影响;提出了一种新的应用于三相变换器的原始共模噪音的补偿方案,基于所提方案可以减小整个系统对共模滤波器的要求,改善整个系统的体积和成本。实验结果验证了方案的可行性。     

基于非对称规则采样策略的变换器传导干扰预测

提出了非对称规则采样策略下的变换器差模和共模干扰源预测模型,使用频域计算的方法推导了2种干扰源的频谱;总结了差模、共模干扰在变换器开关频率及其倍数频率附近的分布规律,从而对比研究了不同调制比下2种干扰的变化关系,得到了相应的变化规律。在此基础上,利用Saber软件对一个三相整流器系统的传导干扰进行了时域仿真和频域验证,仿真试验验证了理论预测的正确性。该方法可有效推广到逆变器干扰源的分析预测中。     

Common mode conductive noise cancellation for multiphase converter using auxiliary winding

A multiphase DC-DC converter consisting of a coupled inductor and fast switching devices enables power electronics equipment to achieve a high-power density. However, with such devices, the fast voltage transition generates substantial common mode (CM) noise. However, there are very few studies on CM noise reduction for multiphase converters using a coupled inductor. Therefore, in this paper, a CM noise reduction method is proposed for a multiphase DC-DC converter that hardly lowers the power density.     

高压大功率三电平逆变器的SPWM数字化技术研究

数字化的正弦脉宽调制(digital sinusoidal pulse width modulation,SPWM),能够提高脉宽控制信号输出精度,缩短控制响应时间,增加系统安全稳定性。结合高压大功率中性点箝位(neutral point clamped,NPC)三电平逆变电路的特点,对其SPWM数字化过程中三角载波形成、正弦调制波发生、器件开关时间计算、开关状态组合配置以及脉宽信号故障诊断的数字化原理进行了研究。提出了简化的开关时间计算方法、完善的死区设置、通用的超调制原则以及故障信号高速闭锁的实现方法。最后利用DSP+FPGA+CPLD的新型结构实现了三电平逆变器的高性能数字化控制,仿真和试验结果证明了该文数字化构想的正确性和可行性。     

交流系统故障下高压直流输电晶闸管触发监测单元储能方式

晶闸管触发监测(TTM)单元是直流输电换流阀的核心器件之一,用于实现阀控系统和换流阀间信号的光电转换,完成换流阀的触发与保护,其性能直接影响直流输电工程的可靠性。文中给出了具有高电位复合取能功能的TTM的功能设计框图,研究交流系统故障下TTM工作状态对高压直流输电系统的影响,提出TTM储能电路的设计方法,并以酒泉—湖南±800 kV/5 000 A直流工程参数为例,对TTM储能电路进行了理论计算、仿真分析和试验研究。以该成果为核心技术的A5000型换流阀TTM已应用于多个直流输电工程。     

基于补偿原理的逆变器共模噪声抑制方法研究

针对逆变器对其输出接地电容的限制,严重的共模电磁干扰难以用共模滤波器来抑制,以及共模干扰引起的地电流无法用共模滤波器抑制的问题,提出了新颖的基于噪声电流补偿原理的无源干扰抑制技术,只需要增加一个补偿绕组和一个补偿电容即可抑制主要的共模电磁干扰.不同装置结构方面的差异将导致主要共模噪声路径上的差异,为了有效地补偿主要噪声,在两种不同共模噪声传播路径上采用了这种新的补偿方法,并初步探讨了影响高频段补偿效果的因素及解决途径.仿真和实验结果证实了这种共模EMI抑制方法的有效性.