基于三端口双向DC/DC变换器的高增益组合式交直流变换器

储能系统是保证新能源供电系统、微网及大电网安全、稳定、可靠运行的关键。为了应对储能电池电压低对双向交直流变换器电压增益和效率等带来的挑战,提出了一种基于高增益比三端口双向DC/DC变换器的组合式双向交直流变换器。基于交流侧电压周期性波动的特点,利用三端口双向DC/DC变换器同时提供高压母线端口和低压母线端口,使得部分功率仅需经过低电压增益直流变换环节处理,为高增益高效率双向交直流变换提供了有利条件。详细分析了双向组合式交直流变换器的系统架构和工作原理,给出了前后级变换器的调制和控制策略,并分析了组合式交直流变换器的功率传输特性。最后,通过实验结果验证了理论分析的正确性和所提方法的有效性。     

高性能双向直流变换技术及其应用专辑主编评述

双向直流变换技术,是一种基于双向直流变换装置接口高低压直流能量源或直流母线进行高低压侧电压匹配和功率双向流动控制的技术。近年来,随着高性能半导体器件、高效率磁性元件、先进热管理等技术和高性能控制技术的发展,双向直流变换器及其控制系统的设计成了工业界和学术界研究和发展的热点。基于当前双向直流变换技术的研究热点问题,《电源学报》特别推出"高性能双向直流变换技术及其应用"专辑,以期推进双向直流变换技术难点和热点问题的讨论。     

一种双直流输入多电平双Buck逆变器

提出一种包含两个直流输入端口的多电平双Buck逆变器。通过在传统双Buck逆变器中引入双直流输入三电平开关单元,构建低压直流输入源与逆变器交流输出侧的直接功率通路,使得低压直流输入源的部分功率无需经过逆变器前级升压电路处理,有效减小了逆变器前级升压电路的功率应力和损耗。同时,逆变器利用两个直流输入在交流电压周期内实现五电平输出,有效减小了逆变器自身开关管的电压应力和开关损耗。此外,逆变器保留了传统双Buck逆变器无桥臂直通、无体二极管反向恢复问题的优点。详细分析逆变器的工作原理和特性,并给出一种适应宽直流电压范围的载波自适应调制策略。实验结果证明了所提出双直流输入多电平双Buck逆变器及其控制策略的正确性和有效性。     

乙烯齐聚催化剂中配体的改进研究

二膦型铬基催化剂能有效催化乙烯选择性三聚或四聚分别生产1-己烯或1-辛烯。介绍了制备该类二膦型配体的新方法,与文献方法相比,缩短了反应步骤,使工艺过程简化,催化剂配体的收率由45%增加到70%。选取不同取代基的二瞵配体进行乙烯齐聚合,可使产品中1-辛烯的选择性达70%,使1-己烯选择性超过90%。     

同步整流式三端口半桥变换器

提出一种适用于独立新能源供电系统的同步整流式三端口变换器拓扑。该拓扑形式与同步整流半桥变换器相同,蓄电池并联于分压电容,变压器同时用作储能电感,同步整流支路为此电感一变压器的电流提供续流回路;原边两开关管相互独立控制,实现三个端口之间的功率控制,并且任意两端口之间均为单级功率变换;详细分析变换器的工作状态、原理和电路模态,实验验证了拓扑及理论分析的正确性。将拓扑构成和控制思想推广,进一步提出其它形式的三端口和多端口半桥变换器。     

适用于温差发电的高效率耦合电感升降压变换器

针对温差电池输出电压变化范围宽、输出电流大且要求电流纹波小的需求,提出了一种高效率耦合电感升降压变换器,该变换器由Boost单元和Buck单元级联组合、并将两单元滤波电感反向耦合构成。变换器输入输出电感反向耦合,使得磁心直流磁通相互抵消,大大减小了滤波器磁心体积和损耗,提高了变换器的效率和功率密度,同时输入、输出电流连续,减小了滤波电容的容量。文中详细分析了所提出的耦合电感升降压变换器的工作原理,深入研究了电感耦合系数对变换器的影响并给出了耦合电感设计准则,采用载波交叠的PWM调制策略以及共用调节器的恒压/恒流控制策略,实现了变换器在恒压和恒流模式之间的无缝平滑切换。搭建了一台500W的实验样机,验证了理论分析的正确性和可行性。     

一种适用于高压输入的高可靠性新型推挽正激变换器

提出了一种适用于高压输入的高可靠性推挽正激变换器。两个正激单元通过公共磁芯耦合,变压器磁芯双向磁化、提高了磁芯利用率;开关管和二极管串联构成开关桥臂,实现了开关管两端电压钳位,同时实现了变压器漏感能量回馈,而且从电路结构上消除了开关桥臂短路直通的隐患,具有开关器件电压应力低、效率高、可靠性高等优点。详细分析了变换器的工作原理和特性,并通过实验验证了理论分析的正确性。     

半桥式三端口变换器建模与解耦控制

提出一种半桥三端口变换器的解耦控制方法,实现系统的能量管理和各端口控制环路间的解耦。给出一种基于竞争策略的功率控制方法,变换器可以在不同工作状态下稳定工作且能够实现在各工作状态之间自由切换;采用状态空间平均法建立半桥三端口变换器的小信号模型,详细分析了各端口之间控制量与被控量的耦合关系,据此提出一种解耦控制方法,通过设置控制环路带宽和引入解耦控制变量,将其多输入–多输出控制系统转化成多个单输入–单输出控制系统,实现各端口控制环路之间的近似解耦;实验结果表明,功率控制策略的正确性和解耦控制方法的有效性。     

适用于高压宽范围输入的交错串并联正激变换器

面向中高压-宽电压范围输入、高可靠性中大功率变换应用,提出一种交错串并联正激变换器。变换器由两个低压桥臂和一个高压桥臂构成,3个桥臂形成两个正激单元。其中,低压桥臂开关器件电压应力为输入电压的一半,高压桥臂的电压应力等于输入电压。该变换器继承了双管正激变换器可靠性高、电压应力低、效率高的优点,同时开关管的最大占空比可以达到0.67,是传统双管正激变换器最大占空比的1.33倍,因此可以适应高压、宽输入范围场合的应用;开关管占空比小于0.5时,高压桥臂开关管可以实现软开关,占空比大于0.5时,低压桥臂开关管可以实现软开关。详细分析变换器的工作原理及特性,实验结果验证了理论分析的正确性。