跟网型逆变器的非线性模型及稳定性分析方法

锁相环为并网逆变器的跟网控制提供了与电网同步的参考信息,但在弱电网下,具有非线性特性的锁相环对系统稳定性会产生一定的影响。由于舍入误差的存在,现有基于线性化锁相环模型而设计的并网逆变器存在稳定性设计不足的风险。为保证模型的准确性以及稳定性分析的可靠性,提出了一种基于非线性状态空间模型的稳定性分析方法。首先,建立了采用二阶广义积分器锁相环的LCL型并网逆变器系统的非线性状态空间模型,确立了锁相环中非线性环节的有界性条件。基于Lyapunov稳定性判据,进一步获得满足全局渐进稳定的矩阵不等式条件。通过逐点分析,明确了锁相环参数以及电网阻抗对系统稳定域的影响。实验结果表明,相比于传统的小信号模型,所提出的非线性分析方法在预测跟网型逆变器系统的稳定性上更加准确和可靠。     

一种基于有功电流的三相四线有源滤波器电流基准产生方法

针对三相四线电源系统，以通用瞬时无功功率理论为基础提出了一种基于有功电流的有源滤波器基准电流产生方法。对电压不对称和非正弦条件时的有功和无功电流的物理意义进行了阐述和说明。仿真和实验结果证实了本方案的正确性和可行性。     

一种改进PWM控制半桥ZVS变换器研究

本文分析了一种半桥软开关直流变换器。与传统半桥电路相比,该电路增加了一个由辅助开关管和一个二级管组成的支路。采用一种改进的PWM控制方法。主开关管不仅工作在对称状态,而且能很好地实现软开关。辅助开关开关管在主开关管关闭期间实现ZVS和ZCS导通,辅助开关管不仅为主开关管实现ZVS创造了条件,而且大大减轻了变压器漏感和主开关管结电容之间的振荡。文中详细分析了该变换器的工作原理,仿真和试验研究表明,该变换器具有优良的性能。     

阶梯波合成逆变器的单脉宽调制调压技术研究

该文提出将PWM技术应用于阶梯波合成逆变器，以实现逆变器的输出电压调节。该文分析了方案的基本原理和性能，将单脉冲调制应用于12阶梯波逆变器，可以在较大的输入电压范围内调节输出电压同时保证波形具有良好的正弦性。研制的80kVA逆变器证明了该技术的可行性，由于功率管开关频率低，具有效率高的突出优点。     

电压电流双闭环瞬时值控制级联逆变器研究

本文第一部分对单相级联型逆变器的几种PWM调制技术较详细的理论和仿真对比分析，找出它们的内在联系，并从中找出单相级联型逆变器的最佳调制方案。第二部分针对该种调制方案应用电压电流双闭环瞬时值反馈技术制作了一台原理样机，瞬时值控制技术的采用可以加快系统的动态响应和提高非线性负载适应能力。在电流控制环中，用电容电流反馈取代传统的电感电流反馈可以显著提高系统的外特性硬度。仿真和试验验证了电压电流双闭环瞬时值控制级联逆变器具有优良的稳态和动态性能。     

一种适合高/低压变换的双向DC-DC变换器

本文提出了一种适合于高低压双向功率流动的DC-DC变换器，低压侧采用隔离型Boost变换器、高压侧采用桥式变换器，该结构为电流型－电压型组合式拓扑。文章详细分析了能量双向流动的工作原理，分析了电路的工作模式。双向稳态电能变换和双向工作转换的仿真结果说明了变换器功率电路和控制策略的可行性。实验研究也证明了理论分析和仿真的正确性。     

具有输入低频电流纹波抑制功能的光伏高频链并网逆变器

光伏发电系统对光伏电池输出电流低频纹波有严格的要求,而普通光伏并网逆变器通常增加滤波器容量或复杂的控制策略实现输入低频电流纹波抑制。将LCL-T谐振网络引入光伏并网逆变器,在变换器开关频率等于谐振频率时,可由谐振网络特性有效抑制光伏电池输出电流中的低频纹波。分析了光伏并网系统中电流、电压与各元件参数之间的关系,提出了相关元件参数的设计规则,并提出了相应的控制策略。实验结果表明,所提逆变器能够很好地抑制光伏电池输出电流中的低频纹波,且具有较高的效率。     

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。     

SiC MOSFET特性及其应用的关键技术分析

SiC MOSFET(silicon carbide metal-oxide-semiconductor field-effect transistor)以其优越的特性受到国内外学者的广泛关注,采用SiC器件的变换器能够采用高的开关频率、适应高温工作,实现高的功率密度,在一些应用场合能够代替Si基高频开关器件而显著提高电能变换装置的性能。然而,SiC器件与Si器件存在较大的差异,在实际应用中直接替换使用会存在诸多的问题,例如提高工作频率后产生的桥臂串扰、电磁干扰EMI(electromagnetic interference)等问题。目前已有大量关于SiC MOSFET应用研究的文献,但大部分都是针对SiC MOSFET应用中个别问题的研究,尚缺少对SiC MOSFET应用研究成果的系统性归纳与总结的文献。首先基于对SiC MOSFET与Si MOSFET/IGBT(insulated gate bipolar transistor)的静态、动态特性的对比,总结出SiC MOSFET在实际应用中需要关注的重点特性;然后从SiC MOSFET建模、驱动电路设计、EMI抑制以及拓扑与控制方式的选择等方面对已有的研究成果进行归纳与评述;最后指出了SiC MOSFET在应用中所需要研究解决的关键问题。     

宽禁带功率电子器件及其应用专辑特邀主编述评

正相较于传统的硅器件,基于宽禁带半导体材料的功率电子器件在很多方面都体现出了优越的性能,符合功率变换器高效率、高工作温度及高功率密度的发展需求。近几年来,碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)功率器件的制造技术发展迅速,多家公司推出了系列商业化产品,宽禁带功率电子器件及其