基于碳化硅的三相并网逆变器软件设计

新能源发电是当今社会的热点,随着化石燃料的日益枯竭,光伏发电无疑是其中很好的能源替代方案。光伏逆变器是光伏发电中的重要一环,能够将光伏阵列发出的直流电转为交流电输入电网。同时光伏逆变器的效率和性能对光伏发电系统至关重要,高效稳定的逆变器可以将更多的太阳能转化为电能并稳定的持续发电,对节能减排建设环保型能源系统有很大帮助。文中主要进行100 kW三相并网逆变器的软件设计,包括进行电流调节器的设计以及在MATLAB上进行主电路模型的搭建并进行验证,最后证明由于相同损耗下SiC MOSFET的开关频率比Si IGBT更快,所以动态响应更快,能够具有更好的性能。     

基于SiC MOSFET的移相全桥ZVS变换器

移相全桥ZVS变换器通过软开关技术,显著地减小了开关损耗,并进一步提高装置的效率,得到了广泛应用,但传统移相全桥ZVS变换器在低压大电流情况下整流二极管导通损耗较大。首先采用同步整流技术,降低了次级整流管的导通损耗;然后采用在原边加箝位二极管的方法抑制了副边整流管两端的电压尖峰;并且采用在原边串联隔直电容的方法抑制直流分量;最后用Saber搭建SiC MOSFET半桥模块的仿真模型,通过MATLAB和Saber协同仿真来验证高频下SiC MOSFET的工作特性。     

采用SiC MOSFET与Si MOSFET的双有源桥效率仿真分析对比

通过搭建单管效率仿真模型,从功率损耗角度分析SiC MOSFET相较Si MOSFET的优势。此后结合Ansoft Maxwell有限元分析,建立了适用于给定工况下效率仿真的变压器等效模型。基于双有源桥双向DC-DC拓扑进行效率仿真,对比不同开关频率相同输入输出工况下全负载范围内二者效率差别,总结SiC MOSFET优势所在与适用工况范围。     

基于DSP的光伏发电并网逆变器的优化控制研究

文章研究的太阳能光伏发电并网全桥逆变器使用一种电流内环、电压外环的双闭环调节器下的重复控制综合优化策略,采用负载电流解耦的内环电感电流反馈和状态反馈解耦控制方法,以多功能EG8010数字化芯片为控制核心。文章设计了该逆变器的全部电路,仿真表明该逆变器输出电压波形质量好,动态响应快,抗干扰能力强。     

150W独立式光伏逆变器的设计

介绍了150W独立式光伏逆变器,它可以和太阳能电池、充放电控制器以及蓄电池组组成独立式光伏发电系统,为负载提供220V交流电.综合比较3种逆变器的优缺点,采用了修正正弦波逆变器.该逆变器由带隔离变压器的推挽电路、不控整流电路和全桥逆变电路三级变换环节组成,控制均采用专用的脉宽调制集成电路芯片.     

户用光伏并网逆变器人机交互系统开发及应用

为方便用户直观地监测和管理户用光伏并网逆变器,设计了基于RA8870的彩色液晶屏人机交互系统。采用32位ARM芯片STM32作为MCU,彩色TFT作为人机交互显示器,通过UART与逆变器控制芯片DSP通信,获取逆变系统的实时运行状态,并将信息以图表方式呈现给用户;同时将功率信息存储到闪存芯片中,以便用户查询发电量历史数据。实验结果及工业产品应用表明该人机交互系统可在60 ms内反映当前系统工作状态,历史数据查询延时100 ms,同时人机界面友好、系统工作稳定可靠。     

光伏发电系统正弦波高效率逆变器电路分析

本文着重讨论和定量分析了各类损耗对运行在不同负荷状态下的正弦波逆变器效率的影响。指出影响逆变器效率的主要因素是变压器损耗及功率开关管损耗,驱动电路与控制电路的功耗是影响逆变器低负荷运行效率的重要原因。     

基于遗传算法的SiC MOSFET导通电阻模型

提出了一种简洁、新颖的SiC MOSFET器件导通电阻模型,该模型采用遗传算法对其不同温度下的导通电阻进行准确描述。相比于传统的导通电阻建模方案,采用进化算法可以准确地得到MOSFET导通电阻与结温之间的关系。并探究了不同种群规模、交叉率和变异率对算法的影响。为了验证模型的准确性,采用一款自主封装的1 200 V/90 A SiC MOSFET模块去验证模型的静态特性,并与传统导通电阻建模方案进行对比,其最大误差为4.1%。     

SiC MOSFET驱动电路及实验分析

根据SiC MOSFET开关特性,设计了一种SiC MOSFET的驱动电路,在此基础上采用双脉冲测试方法,对SiC MOSFET的开关时间、开关损耗等进行了实验测量,分析了不同驱动电阻对SiC MOSFET开关时间、开关损耗等的影响。     

SiC MOSFET在航空静止变流器中的应用研究

航空静止变流器实现机载直流电到交流电的转换,对功率密度、效率、环境适应性、可靠性和电气性能等有较高的要求。碳化硅(SiC)半导体器件的开关速度快、高温特性好,在航空静止变流器中有很好的应用前景,但目前关于宽禁带器件在航空静止变流器中应用的研究比较少。首先结合现有的典型航空静止变流器电路拓扑分析了SiC MOSFET应用的关键问题;然后针对航空静止变流器逆变级的两级级联半桥逆变器,对比分析了应用SiC MOSFET与Si MOSFET的损耗大小,分析结果表明在现采用的开关频率下,即使现有SiC MOSFET导通损耗较大,但总损耗仍较小;且开关频率越高,SiC MOSFET的效率优势越明显,最后为适应高开关频率SiC MOSFET逆变器的需要设计了一种适应高开关频率和宽占空比变化信号的SiC MOSFET驱动电路,搭建了1台500 VA、115 V/400 Hz两级级联半桥逆变器实验样机,并验证了应用SiC MOSFET的航空静止变流器逆变级的可行性。     

基于MOSFET管的电压型逆变器电流质量的改进研究

针对基于MOSFET管的电压型逆变电路 ,从MOSFET管的特性和逆变电路两方面深入详细地探讨了它们对电压型逆变器电流质量的影响 ;同时深入分析了在带负载情况下 ,MOS FET管和逆变电路的耦合作用对电路的综合影响。并就此提出改进方案 ,仿真结果和实验结果表明 ,改进效果非常明显。     

SiC器件对并网逆变器EMC特性和效率的影响

近年来,宽禁带器件SiC MOSFET在并网逆变器邻域已经取得了越来越多的关注。首先,讨论了SiCMOSFET三相并网逆变器EMC模型的建立,并通过分析噪声源的模型进行等效替代,结合逆变器损耗对于噪声传导路径的阻尼作用,得到了SiC逆变器的EMC仿真模型和理论模型;然后,通过逆变器平台实验的结果与仿真模型和理论模型的结果进行了对比,验证了模型的可行性;最后,通过实验比较了沟道栅SiC逆变器、平面栅SiC逆变器和Si IGBT逆变器3者在相同开关频率下的传导干扰和不同开关频率下的满载效率。     

基于SiC MOSFET的辅助变流器应用研究

辅助变流器是轨道交通车辆的重要部件,采用SiC MOSFET作为开关器件能整体提升变流器功率密度。将原有变流器系统完成以SiC MOSFET为开关器件的功率模块整体替代,对周边无源器件进行优化设计;根据SiC MOSFET器件特性设计一款驱动电路,并进行性能测试;针对辅助变流器主电路拓扑,建立各部分损耗模型,通过仿真进行验证,并对前后系统进行损耗对比。     

开关频率500kHz的软开关SiC单相逆变器

高频化是提升并网逆变器功率密度的有效途径。SiC MOSFET适用于高频化的应用场合,同时采用软开关技术可维持高转换效率。设计了一台500 kJz零电压开关(ZVS)SiC单相并网逆变器。重点介绍了谐振参数的选取、谐振电感与滤波电感的设计,并在1.5 kW实验模型上进行了验证。实验证明在开关频率为500 kHz时,依靠SiC MOSFET自身的结电容可完成谐振,实现ZVS开通。500 kHz下的滤波电感比100 kHz下的滤波电感体积减小约4/5,满载效率为97.9%。     

具有零电流关断特性的并网型光伏逆变器研制

介绍了一种新型的辅助谐振转换极逆变器拓扑结构,它可以实现主开关管及辅助开关管的零电流关断。将这种拓扑应用于并网光伏逆变器中,可以提高光伏系统效率,达到降低成本的目的。成功研制出了500W的并网光伏逆变器,实现了主开关管和辅助开关管的零电流关断,降低了开关损耗,逆变器满载效率最高可达96.3%。