轨道交通高频充电机应用研究

设计了一种轨道交通用的高频充电机,该充电机采用基于移相控制的全桥零电压开关（zvS）变换器的拓扑结构。对该充电机主要参数进行计算和系统建模,仿真结果满足系统要求。主控芯片采用TMS320F28335,算法采用带有电流前馈的比例积分（PI）控制方式,并设计了针对蓄电池负载的充电逻辑,样机试验结果满足系统要求。     

基于高频高压交流母线多组输出直流电源的研制

本电源是基于高频高压交流母线具有多组输出的直流电源，它具有高达200kHz的开关频率，后级的整流电路由于高频交流母线的存在，使得变压器和电感的设计变得简单，滤波电容的选择也更容易。本电源由PFC电路提供400V的高压直流输入，再由MOSFET组成全桥逆变电路，在固定额率的PWM发生电路和IR2110 MOSFET驱动电路作用下，只加—个谐振电感就可实现开关管的零电压开通，可在大大降低开关损耗和噪声的同时实现直流交流的变换。整流部分采用倍流整流电路以提高原边电压的利用率，可输出低压大电流。由于采用肖特基管，—方面可使得二板管的损耗可以接受，另外—方面还避免了采用同步整流电路所面临的电路结构复杂和驱动困难。     

移相全桥高压电源

某项目中,传统的硬开关模式控制中开关器件损耗很大,为减小开关器件的损耗,提高其工作频率,采用了新型移相全桥PWM控制方法及芯片UC3879。     

全桥逆变氩弧焊机的研究及改进

随功率增加使可靠性降低及高频引弧致机器发生故障是目前大功率氩弧焊机设计及使用中的关键问题。作者研究了国内外多种并研究出异步通断异步通断型全桥主电路和高频引弧回避电路，进一步了逆变焊机的功能。     

串联谐振耐压试验仪的设计与仿真

针对XLPE电力电缆耐压测试成本高、操作复杂等问题,本文中设计了一种变频串联谐振耐压试验装置。利用串联谐振电路的升压原理,构建了硬件电路,通过仿真对选择谐振点等问题进行了探讨。为了改进普通串联谐振耐压测试装置寻找谐振点慢、精度低的缺点,提出了一种解决方案。仿真结果表明,该方法能精确地确定谐振点。装置输出波形可靠性好,谐波分量少,具有良好的性能。     

全桥MMC型融冰装置充电启动策略研究

本文针对MMC型直流融冰装置提出了一种新的充电启动策略,以减小装置启动时的冲击电流.通过对启动过程中子模块充电各阶段进行分析,研究了子模块直流电容电压和启动电流的相互关系,得出无冲击电流的子模块电容电压的最小值.提出了一种启动冲击电流小、安全可靠的启动策略.对这种启动策略进行了理论分析,推导了启动过程的解析公式,得出了理论最大充电功率,在减小冲击电流的情况下,启动时间最短.并在一台全桥MMC型融冰装置上实施.实验效果与之前通用启动策略仿真数据相比,大大减小了的MMC装置启动充电过程中的冲击电流的幅值,提高了设备运行的可靠性,验证了该启动控制策略的优越性.该技术对MMC柔性直流输电的启动策略也具有参考价值.     

模块化多电平变换器全桥型子模块优化均压控制方法

模块化多电平变换器(MMC)子模块(SM)的数量与直流侧电压成正比,当SM增加时,会导致MMC的开关损耗急剧增加,因此降低功率器件的开关频率一直是MMC的重要研究方向之一。采用最近电平逼近调制(NLM)方式,提出一种基于全桥型SM的改进均压排序法,旨在降低MMC中功率器件IGBT的开关频率,该方法实现相对简单,无需额外的控制器,且易于扩展。最后,通过在MATLAB/Simulink平台搭建了19个全桥SM的仿真模型,验证了该方法的有效性。验证了所提全桥型SM优化均压策略,可以有效避免IGBT不必要的反复投切,降低IGBT的开关损耗,同时对外部输出特性不会产生负面影响。     

3种谐振式无线电能传输系统的电路法模型及其特性

针对无线电能传输(wireless power transfer,WPT)系统处于不同负载、耦合系数和频率的运行状况进行分析,基于T型等效电路和二端口网络,得到了SS、LCL和LCC3种谐振网络的传递函数模型。将3种谐振网络的传输特性进行分析,实验结果表明3种谐振网络均为恒流输出,其中LCC网络具有随负载和耦合系数变化呈单调增的关系,有效地解决SS和LCL网络中存在传输功率过小等问题,并抑制系统处于偏谐振或低耦合状态下出现功率过载的情况。最后搭建了一台基于移相全桥(phase shift full bridge, PSFB)控制的LCC型WPT实验样机,能适应宽负载变化范围,当逆变器处于不同的移相角下均能保持零相角(zero phase angle, ZPA)的条件,使得系统具有较高的传输效率。     

高效高功率密度车载双向电能变换器设计

研究设计了一种用于电动汽车电池充放电的车载双向电能变换器。充电状态下,前级采用PWM整流技术,后级采用移相全桥零电压开关电路,实现电气隔离高效的降压变换。放电状态下,双向DC-DC变换器实现升压变换,双向AC-DC作为单相全桥逆变器采用电压前馈、电压电流双闭环控制策略。本系统采用全控型器件GaN控制电流电压通断,能够使得电流电压在正负四象限工作,实现能量的正向和反向的双向传递。依据此方案设计一款开关频率100 kHz、输出功率2 kW的原理样机,经测试该系统能够有效实现能量的双向流动,并且有效提升了效率和功率密度,验证了方案的可行性。