超级电容新型蓄电池充放电电路的预测控制

由于超级电容的一些特点,可以应用它的一种改进的半桥电路结构来防止蓄电池的大电流放电.这种结构可以使其电源在工作一定时间内不出现大电流放电,同时又不影响负载工作,它是在负载处于短暂的重载时,可以将之前存储在超级电容的能量输出来减小直流电源的输出功率.但是这种电路要正常工作需要对直流电源上的电流进行检测,再来控制超级电容输出的功率,考虑到实际应用中电流的检测、判断到最后产生相应操作的过程中需要一定的时间,即存在滞后性.因此,可以对该超级电容的半桥结构进行预测控制以补偿控制电路反应的滞后性.     

混合电动汽车辅助储能系统的研究

针对混合电动汽车在城市交通中频繁加速减速的特点,设计了基于超级电容储能的电动汽车辅助储能系统,选择两相交错式半桥拓扑双向DC/DC变换器作为超级电容的充放电电路.重点设计双向DC/DC变换器对超级电容的充放电控制,采用平均电流控制的两个电感电流内环和一个电压外环的控制策略,并对电动汽车辅助储能系统进行了Simulink仿真,从而有效验证了超级电容在电动汽车中应用的优势.     

一种改进的电流型半桥变换器研究

针对电流型半桥变换器存在的开关管电压关断尖峰问题,对电路的结构和控制方式进行了改进。在分析该变换器工作原理的基础上,研究其工作特性,建立了改进电路拓扑的小信号模型,并与传统的电流型半桥变换器进行了比较。实验验证了电路分析的正确性和设计的可行性。     

基于隔离双向DC/DC变换器的电梯节能系统建模与仿真

为了解决超级电容存储型电梯节能装置成本高的问题,将隔离双向DC/DC变换器用于电梯节能装置,通过小信号分析法对隔离双向DC/DC变换器进行分析建模,引入了电梯变频器直流母线电压外环、超级电容充放电电流内环的双环PI控制策略,克服了从直流母线电压到超级电容电压大变比变换难以实现的技术难点,在完成电梯回馈能量的存储与再利用的同时,有效降低了电梯节能装置的成本。并利用超级电容放电电流大的优势,在电梯启动时超级电容节能装置提供大电流补偿,减少了对电网的冲击。通过Simulink仿真分析,验证了方法的有效性和可行性。     

半桥变换器与多变压器次级串联的超级电容均压

针对于超级电容串联储能系统中单体电压不均衡的问题,介绍了一种基于半桥变换器和多变压器次级串联的均压电路,可利用多次级绕组减小因变压器单元漏感误差而引起的超级电容单体电压不均衡。该电路结构简单,还可以均衡超级电容器的电压,恒定开关频率和占空比时不需要反馈控制环节。通过分析半桥变换器每个工作模态,建立了输出电压方程,推导了串联超级电容电压均衡方程。根据电路特性,分析了变压器匝比设计方程及实现软开关变压器原边漏感要求。仿真及实验结果表明此均压电路具有均压速度快且均压效果好的特点。     

不对称半桥单相单级式车载充电系统改进控制策略研究

对称半桥可以有效吸收单相变换系统直流侧二次纹波、减小系统体积、提高功率密度,但当半桥上下桥臂电容容值不等时,会在直流侧产生一次纹波。针对这一问题,分析研究了不对称半桥单相单级式车载充电系统,提出电感电流加电容偏置补偿的改进控制策略。基于该控制策略,从满足二次纹波功率补偿、电池最低电压及避免过调制三方面研究了半桥电路电感及电容参数设计方法。仿真和实验结果验证了不对称半桥通过采用改进的控制策略不仅能够有效滤除二次纹波,且不产生一次纹波,还可降低电池端电压与电流纹波;仿真验证了参数设计方法的有效性。     

影响超级电容回路电阻测试仪放电电流的参数分析

新型超级电容回路电阻测试仪具有体积小、放电电流大等特点。利用MATLAB软件,对影响超级电容回路电阻测试仪放电电流大小的参数进行分析,得出应选择电容量大、额定电压高、内阻小的超级电容设计回路电阻测试仪的结论。     

高压宽范围输入两级DC/DC变换器设计

针对机载设备供电中高压宽范围输入转低压大电流输出的应用需求,设计了两级DC/DC变换结构。介绍了两级电路整体工作原理和各级电路拓扑结构,提出了断续模式下Buck电路开关节点防止振荡的措施。对传统半桥结构进行了改进,以使其适合第二级,并着重分析了改进后的电流馈电半桥工作过程。样机试验结果验证了Buck+改进型电流馈电半桥的两级变换方案的可行性。     

基于级联多电平直流变换器的超级电容储能系统能量自均衡控制策略

储能系统中能量均衡控制是亟需解决的关键问题之一。针对级联多电平超级电容储能系统,提出一种能量自均衡控制策略。该策略利用超级电容荷电状态(SOC)建立半桥子模组独立电流闭环系统,使各子模组平均工作电流可根据超级电容SOC进行独立控制。因此,在不影响系统电流响应的前提下,该策略可直接利用系统电流进行模组间能量均衡。同时,为了解决能量均衡过程中均衡速度降低的问题,设计一种基于SOC的权重系数以提升均衡速度。该策略不仅不影响储能系统稳定母线电压的能力,同时还避免外加均衡电路的使用,简化了储能系统的整体控制策略。最后,通过实验验证了所提方法的有效性。     

一种基于超级电容的输电线路在线监测系统电源设计

所设计的系统使用电流互感器取电,利用超级电容的大容量储能和快速充放电特性,经储能超级电容和放电超级电容输出给监测系统供电.电源根据负载端电压变化,通过控制储能电容与放电电容的通断,利用储能电容为放电电容充电,最后通过放电电容对外供电.针对母线电流不稳定,过压保护部分特别设计了能量再利用电路.仿真分析表明互感器输出功率在临界点波动时电源输出稳定,并可满足GPRS/GSM装置传输数据时的功率需求.经样机实测,装置运行效果良好.     

具有直流故障清除能力的主动接地式模块化多电平换流器

针对传统半桥型模块化多电平换流器(MMC)无法阻遏故障电流,以及现有具备故障清除能力的MMC故障清除时间过长的问题,提出一种具有直流故障清除能力的主动接地式MMC拓扑。在传统半桥型MMC基础上,在换流器各相上、下桥臂电感外侧增加电流转移支路,在换流器直流出口增加断流支路和能量吸收支路。当MMC直流侧发生双极短路时,断流支路能够有效地隔离断路器和直流线路,电流转移支路能够消耗交流电流和电感电流,能量吸收支路能够快速清除故障电流。文中对主动接地式MMC的拓扑结构及其实现故障隔离和清除的过程进行详细分析,给出了关键参数的设计和计算方法,并利用RT-LAB OP5607软件搭建双端和四端MMC仿真模型,对比分析可知,所提出的主动接地式MMC能够在十几毫秒内清除故障,在经济性和实用性方面具有很大的优势。     

基于SG3525半桥型开关电源的研制

美国硅通用半导体公司设计的适用于高频功率MOS管驱动的第二代集成电路脉冲宽度控制器SG3525,用于驱动N沟道的功率MOS管。本文将介绍用该集成电路组成的半桥型开关稳压电源,该稳压电源具有逆变频率高、稳压性能好的特点,适用于工业用电源。     

基于运行扰动数据分析的低压台区拓扑辨识方法研究

传统的低压台区拓扑识别方法具有精确度低、抗干扰能力差、效率低等一系列问题。针对上述问题,提出一种基于电流运行扰动数据的台区拓扑辨识方法。首先,利用改进的灰色关联分析法对测量终端采集的低压出线柜、分支箱、光力柜、表箱的电流扰动数据进行分析,计算低压台区不同部分数据的相关性,实现台区供电隶属关系识别。进而,通过电流确定台区中各部分的进出线连接关系,实现对台区拓扑的识别。算例结果表明,利用电流扰动数据进行台区拓扑辨识具有准确度高、效率高的特点,因此在实际应用更具价值与潜力。     

半桥结构的两级功率因数校正器研究

在两级功率因数校正器中,Boost PFC＋半桥DC/DC拓扑结构虽然表现良好,但依然存在着后级功率器件电压应力过大、输出电流纹波不够理想等缺点。将输入串联、输出并联半桥拓扑能使单个模块的输入电压和输出电流减小这一特性运用于两级PFC之中,同时引进了交错控制技术。对采用新结构的两级PFC变换器进行了工作模态分析。仿真结果表明,后级功率器件电压应力以及输出电流纹波明显减小,证明了该半桥组合式拓扑结构及其相应控制方法的正确性。     

低压大电流DC-DC变换器原理分析

主要介绍的是应用于电池放电中的低压大电流DC-DC变换器。首先,就其工作原理做了详细的分析说明,在此基础上,进行了仿真和实验,并对结果进行了分析。可以得出本拓扑适合应用在低压大电流的结构中。与之前广泛应用的能量从半桥侧传递到倍流侧不同,其重点在于将倍流拓扑当作双Boost拓扑进行放电,即能量从倍流侧传递到半桥侧,可实现输入输出电压相差倍数大,而且最大限度地提高了放电的效率。     

基于多路输出的高效LED驱动器的分析和仿真

本文提出了一种含多路输出且具有无源钳位的新型高效反激式拓扑结构,借助现在常用Pspice软件及Matlab对其进行建模仿真,验证了该拓扑适用于对效率要求较高并含多路输出的场合,并在此基础之上研究和探索了并联乃至多重联接结构与占空比之间的关系及占空比和输入电流之间的关系。     

电流源型LCL谐振式变换器的研究

该文主要研究在一定条件下可实现输出恒流特性的LCL谐振变换器及其优化设计。阐述LCL谐振变换器工作于恒流源模式下的工作过程及其实现恒流特性的原理。为分析变换器工作于非谐振频率时的特性,给出不同品质因数下,开关频率变化时,变换器的电流增益特性曲线及谐振电感电流有效值、电容电压有效值的关系曲线,并分析得到品质因数的选择对变换器的恒流特性及谐振元件电压电流应力的影响,提出基于品质因数的变换器优化设计方法。最后基于所优化设计的品质因数值设计一台额定功率为80 W的LCL谐振变换器样机,实验结果验证变换器的恒流性能及品质因数值选择的合理性。     

基于模块并联的新型交流斩控变换器研究

对现有的交流调压技术进行了研究,以单相交流斩波电路为基础,提出了一种新颖的交流斩波电路拓扑及一种改进的交流斩波PWM控制方法。为了改善输出电压的波形质量,该文采用了输出占空比前馈,并结合输出电压的平均值和瞬时值的双环控制方案。在该控制方案的基础上,实现了交流模块的并联控制,并取得较好的并联效果。实验结果证明了该控制方法的可行性和有效性。     

一种新型T型无死区三电平拓扑结构及其改进SVPWM控制算法

针对常用三电平变流器电流流经器件多而导致导通损耗大的缺点,提出一种新型T型无死区三电平拓扑结构。当输出电平为非零时,电流只流经一个开关器件,可在一定程度上减小变流器的导通损耗。该拓扑结构在输出电平上共有4种组合,其中两两电平互相配合调制实现变流器的正、负电压调制。开关管换流为电压换流方式,电平切换过程中无需加死区调制,输出波形大为改善。根据三相系统在空间矢量图中的分布特点重新分区,完成基于T型拓扑结构的改进型SVPWM控制算法。最后完成了10 kW样机试验。试验结果验证了所提变流器的特点。     

一种新型限流式高压直流断路器拓扑

首先简要回顾了直流断路器的国内外研究现状及优缺点,在此基础上提出了一种带有限流功能的高压直流断路器拓扑。该拓扑采用绝缘栅双极晶体管(IGBT)作为主开关器件,具有断路、限流等功能,并具有通态损耗小、关断电流大、电压等级高的优点;可灵活配置支路数量以调节每个支路的工作电流及故障下的限流效果,进而避免或减少大容量场合下IGBT的直接并联。PSCAD/EMTDC环境下的仿真结果表明该断路器具有良好的限流、断路性能,故障电流上升率及峰值相比于现有方案得以明显降低,验证了理论分析的正确性和方案的可行性。