准Z源逆变器中磁性元件的集成设计

准Z源逆变器是一种新型的逆变器，解决了传统逆变器需要额外升压电路的不足，能够实现单级升压逆变功能， 但是准Z源逆变器的无源网络需要两个电感，会给变换器带来体积大重量大的问题，针对此问题提出一种磁集成准Z源逆变器，由于将两个独立的电感绕制在一副磁芯上，因此磁性元件体积重量得以减小，并通过实验验证了理论分析的正确性。     

新型单级可升压逆变器

提出了一种新型单级可升压逆变器拓扑,利用逆变桥的直通零矢量与耦合电感储能及转移升压技术,实现了逆变器直流母线电压的升压调节,仅使用一级变换电路,消除了传统电压源型逆变器的局限,适合于输入电压较大范围变化,输出恒压的逆变场合.以应用于风力发电系统中功率变换的新型单级可升压三相逆变器为例,详细阐述其工作机理,并通过仿真和实...     

变频移相混合式控制CLL谐振变换器

为适应宽范围输入电压场合,该文结合变频控制(variable frequency control,VFC)和移相控制(phase shift control,PSC)这2种控制方式的特点,提出在输入高压时变换器进行移相控制,输入低压时进行变频控制的混合式控制方法。详细分析了在2种不同模式控制下全桥CLL谐振变换器的原理以及特性,并对变换器的谐振网络参数进行合理的设计。以500 W原理样机为例,对混合式控制全桥CLL谐振变换器进行实验验证。实验结果表明在混合控制策略下,全桥CLL谐振变换器能够实现原边开关管的零电压开通(zero voltage switching,ZVS)和副边整流二极管的零电流关断(zero-current switching,ZCS),并具有开关频率变化范围窄、效率高等特点。     

开关耦合电感准Z源逆变器

基于开关耦合电感准Z源逆变器拓扑的一种高升压能力逆变器,是在准Z源逆变器的基础上提出的。与开关耦合电感Z源逆变器相比,在相同的输入输出条件下,开关耦合电感准Z源逆变器具有的优点包括:输入电流连续,逆变桥和输入电压源共地,无源器件体积重量减小,以及电容电压应力降低等。本文分析了这种新拓扑的稳态工作原理,升压特性,控制策略和器件的电压应力等,最后用实验结果验证了SCI-qZSI的实际性能。     

一种结构优化的混合绕制松耦合变压器

在无线电能传输(WPT)系统中,松耦合变压器的耦合系数直接影响能量的传输效率,为提高变压器耦合系数,对一种绕组混合绕制的非接触变压器进行2D磁场仿真,基于磁场仿真结果,给出该混合绕制松耦合变压器的磁路模型.根据磁力线分布,对初、次级磁通进行区域划分,给出各区域磁阻及耦合系数的量化计算方法.以磁阻及耦合系数表达式作为结构优化依据,提出优化结构.采用优化后的结构,设计了 30 V输入、90 W输出的WPT系统,结果表明优化后的绕组混合绕制变压器结构的耦合系数得到增加且传输性能得到有效提升.     

非隔离型LLC谐振变换器分析设计

LLC谐振网络变换器是一种软开关变换器,能够降低损耗、实现高频化、提高效率,在通信电源、电池充电器等方面有着广泛的应用。传统LLC变换器为隔离型的谐振变换器,其中包含一个高频隔离变压器。在功率较大的场合中,隔离变压器设计困难,且漏感较大,导致损耗高,影响变换器性能;另一方面,隔离变压器由两个绕组组成,导致谐振变换器的体积较大,从而影响变换器的功率密度,若直接将其用于高频、高效的非隔离应用场合,不利于其效率和成本优势的发挥。提出一种具有输入输出共地结构的非隔离型LLC谐振变换器,适用于光伏逆变器、LED恒流驱动等非隔离场合。最后搭建了实验平台,实验验证了理论的正确性。     

功率因数校正电路轻载工况下的效率优化

单级式LLC功率因数校正(PFC)变换器由于保留了LLC软开关特性,并具有电路简单、成本低以及Buck-Boost功率转换能力强的优势而被广泛应用。但是在轻载工况下,该变换器使用传统的电压电流双环控制方案会出现效率降低、输出电压失调的问题。针对轻载工况产生的这些问题,提出最少脉冲下均匀脉冲密度调制。该方法能够实现在不同负载下,系统自动选择合适的脉冲密度,通过均匀地关断驱动信号,减少初级输入的能量,从而改善轻载工况下产生的问题。采用该调制方法在额定功率为500 W的实验样机上测试,结果表明最少脉冲下的均匀脉冲密度调制能够有效提高系统效率,稳定输出电压。     

抽头电感准Z源逆变器

提出一种高升压比的单级升压逆变器,它在传统准Z源逆变器拓扑中引入抽头电感无源网络,因此称为"抽头电感准Z源逆变器"(tapped inductor quasi-Z-source inverter,TL-qZSI)。该抽头电感无源网络包括一个抽头电感和两个二极管,替代了原准Z源逆变器中的一个电感。类似于抽头电感Z源逆变器(tapped inductor Z-source inverter,TL-ZSI),所提出的逆变器也能提供高升压能力,但比TL-ZSI略低些。分析电路的工作机理、升压能力和控制策略,讨论设计上的考虑。最后通过基于简单升压控制方法的实验结果验证该拓扑的实际性能。     

基于耦合电感单级升压逆变器的光伏并网发电系统

提出了基于耦合电感单级升压逆变器的光伏并网发电系统,其可在一级变换器中实现升压、逆变、单位功率因数并网和最大功率跟踪(maximum power point tracking,MPPT)的功能。该拓扑在电压源和三相逆变桥间加入包含耦合电感的无源网络,通过调节桥臂的直通占空比和耦合电感的匝比,实现母线电压的提升。由于桥臂直通成为一种正常工作方式,系统的可靠性得到了提高。此外,采用单级逆变器和通过采样输出电流实现 MPPT 的方式简化了系统,降低了成本且易于实现。算例结果验证了该方法的可行性。     

高增益单级升压逆变器的恒定最大增益控制策略

高增益单级升压逆变器与传统Z源逆变器相比具有更高增益、升压变换的能力等优点,但基于简单升压控制的高增益单级升压逆变器存在功率器件电压应力大以及电感电流纹波大的缺陷。本文将恒定最大增益控制策略应用于高增益单级升压逆变器,与简单升压控制相比,能够有效地减小功率器件和电容的电压应力以及电感电流纹波,并对这两种控制策略应用于高增益单级升压逆变器进行了对比分析,并通过实验验证了恒定最大增益控制的优点。