新型单级Buck-Boost光伏逆变器研究

提出了一种新型单级Buck-Boost光伏逆变器的拓扑结构。该拓扑只需要五个功率开关和两个电力二极管,结构简单紧凑,无需直流分裂电容,开关频率低,通过占空比的调节,能在一个功率级内产生幅值高于或低于输入直流电压的交流电压,适用于AC模块。详细分析了所提逆变器的工作原理,并利用状态空间平均法建立了系统数学模型。利用串联谐振环节能实现所有开关的零电流开通和辅助开关的零电流关断,减小了开关损耗,提高了系统效率。采用SPWM控制方法,在Matlab/Simulink环境下建立了控制系统的仿真模型。仿真结果验证了该变换器的优点和SPWM控制方法的有效性。     

串联谐振逆变器均匀PDM功率控制方法

串联谐振逆变器脉冲密度调制(PDM)功率控制可以在全功率范围实现功率器件的零电压开关(ZVS),但会导致输出电流波动变大,尤其在低品质因数时会造成电流断续。为了解决逆变器输出电流波动大的问题,提出了一种改进的PDM功率控制方法,脉冲分布采用ΔΣ调制,无需存储器查找表即可实现在任意调功周期下的逆变脉冲均匀分布,减小了输出电流波动,提高了功率控制精度。使用现场可编程门阵列(FPGA)芯片作为主控制器,搭建了一台50 kW串联谐振逆变电源样机,仿真和实验验证了上述控制方法的有效性。     

串联谐振单相全桥逆变器常用控制方法的研究

讨论了几种常用的串联谐振单相全桥逆变器的功率和频率控制方法，比较了各种方法的优缺点，同时对脉宽加频率调制的方法进行了较深入的讨论。     

基于广义状态空间建模的串联谐振DC/DC变换器主动软开关控制策略

基于广义状态空间平均法,利用脉冲频率调制-脉冲宽度调制(pulsefrequencymodulation-pulsewidth modulation,PFM+PWM)调制提供的双自由度提出一种可以同时调节输出电压以及实现开关器件主动软开关的控制策略,可以根据器件主体损耗情况“主动”切换软开关模式,兼顾整体效率提升与负载调节范围的扩展。分析全桥型串联谐振直流变换器工作频率高于谐振频率时的3种运行模式,并通过谐振腔参数设计避免特殊断续电流模式的发生;通过广义状态空间平均法建立包含调制环节在内的系统基波截断小信号模型,其数值扫频结果与物理模型展现出极高的精确度,并能精确反映拍频极点;定义反映多输入多输出系统能控程度的灵敏度矩阵,依据此设计实现输出电压调节及主动软开关的双链路线性控制策略。MATLAB/Simulink仿真及样机实验验证表明,所提控制相比传统脉冲频率调制具备更高的整体效率以及更宽的负载调节范围。     

一种新型直流环节谐振逆变器的空间矢量脉宽调制方法

为了实现一种结构简单，控制方便，高效率，高功率密度的逆变器的应用，该文提出一种适合于直流环节谐振逆变器的SVPWM的数字控制策略，使每个开关周期只需要一次谐振网络的谐振就可以实现逆变桥的三个桥臂开关管的ZVS，大大减少了谐振网络的工作次数，这对减少开关损耗，提高开关频率，提高直流母线电压利用率都有很大的好处。归纳出新型SVPWM的发生逻辑并采用FPGA产生所需的SVPWM驱动脉冲以减小DSP的计算时间开销。此新型数字控制策略与传统的数字空间矢量控制之间接口非常方便，传统SVPWM的输出可作为FPGA的输入，从而可保留传统SVPWM的控制算法部分。仿真波形和实验结果验证了新型空间矢量PWM算法的正确性和可行性。     

基于线性采样的SPWM研究与实现

提出了一种基于采样点一阶保持的线性外推正弦脉冲宽度调制(SPWM)新方法.详细论述了该方法的基本原理.给出了开关时刻的计算公式,并与传统的自然采样法和规则采样法进行比较,然后对该方法进行了仿真研究和实验验证.仿真和实验波形均表明,该线性采样法产生的SPWM波形谐波含量与采用自然采样法时相似,比采用规则采样法的谐波含量小.同时该方法和规则采样法一样易于数字化实现.     

单极性SPWM逆变器并联环流分析与抑制

单极性正弦脉冲宽度调制SPWM(sinusoidal pulse width modulation)具有开关损耗低、效率高、输出波形良好的优点,然而在逆变器并联系统中,使用单极性SPWM方法可能引发环流,造成系统效率降低、电流波形畸变甚至器件损坏。对比采用4种不同单极性SPWM方法时并联系统的环流产生情况发现,只有双臂斩波单极性SPWM会引发环流,并从控制结构上分析了这一环流产生的原因。此外,针对使用双臂斩波单极性SPWM的情况,提出了一种不需要额外增加硬件成本的控制方法,可以避免在逆变器并联系统中引发环流。通过仿真与实验验证了该方法的可行性与有效性。     

基于EPWM的不对称六电平逆变器研究

研究了一种单相不对称混合6电平逆变器的拓扑结构,该新型逆变器拓扑结构通过一个两电平半桥单元及一个三电平半桥单元级联获得。针对该拓扑结构采用了阶梯波等脉冲宽度调制(Equal Pulse Width Modu-lation,简称EPWM)的控制方法,并在负载端加入了滤波电路。运用DSP硬件平台对该单相不对称逆变器进行了实验验证,两种方法输出波形均很理想。证明了该结构的可行性及控制方法选用的合理性,同时加入负载端滤波电路,使输出波形更平滑,说明了滤波电路发挥了预期作用。     

组合式Buck-Boost逆变器的一种新颖控制方法

传统Buck-Boost变换电路只能进行DC/DC变换,不能输出交流正弦电压,本文针对组合式Buck-Boost逆变器主电路拓扑,提出了一种新颖的控制方法,该方法能够有效控制主电路输出正弦脉宽调制的电压波形。最后,基于组合式Buck-Boost逆变器主电路,进行了该控制方法的MATLAB/SIMULINK仿真,并以DSPIC30F单片机为控制核心,搭建了实验平台,仿真和实验结果验证了该控制方法的有效性和可行性。     

新型单级航空静止变流器模块

提出了一种半桥电流源高频链逆变电路拓扑,介绍了它的工作原理,并将该技术应用于实现航空静止变流器模块,给出了参数设计与器件选择。实验结果证明该电路在不同性质负载下能够可靠地工作。     

改进的并网逆变器模型预测控制方法

三相并网逆变器因具有高效率、高功率以及低成本等优点而备受关注,模型预测控制鲁棒性强、动态响应快,因此被广泛应用于并网逆变器的控制中。但传统预测控制存在开关状态切换不规律的缺点,将降低电流跟踪精度,产生输出脉动和电磁噪声。针对上述缺点,提出了一种基于开关状态选择和矢量作用时间的改进预测控制方法,将矢量作用时间作为一个维度参与控制,使电流的跟踪精度得到改善,并减少逆变器输出电流畸变和电磁噪声。仿真和实验结果验证了算法的可行性与有效性。     

耦合电感单级升压逆变器

传统的两级式升压变换器通常由Boost变换器作为前级,以提升输入电压至合适的母线电压,防止输入电压较低时无法输出所需的交流电压。当升压比要求很高时,Boost变换器的占空比就会接近极限,过大的占空比会恶化Boost变换器的二极管反向恢复问题,增加开关管的开关损耗,降低效率。提出一种新型单级升压逆变器,在典型三相桥前加入包括耦合电感在内的无源网络,通过对耦合电感的设计和逆变桥直通时间的控制,可以使逆变器在直流输入电压较低时仍实现中间母线电压幅值的较大提升,输出稳定的交流电压。理论分析和实验结果表明该单级升压逆变器具有良好的性能。     

一种用于光伏发电系统的新型高频逆变器

提出一种新型的用于光伏发电的高频逆变电路,该电路适用于小型光伏并网发电系统,由Buck-Boost变换器和电流源高频链逆变器构成。Buck-Boost变换器工作在电感电流断续模式,由它来实现光伏模块的最大功率点跟踪;高频链逆变器对Buck-Boost变换器输出的能量进行逆变,得到与电网电压同步的电流。该电路结构简单、效率高,光伏模块的最大功率点不受负载变化的影响。该方案通过了实验验证。     

新型滑模控制的Boost光伏逆变器

提出了一种由双向Boost变换器组成的新型光伏逆变器。该拓扑结构简单紧凑,开关频率低,通过调节占空比,可在一个功率级内产生幅值高于输入直流电压的交流电压,适用于AC模块。详细分析了所提逆变器的拓扑结构和工作原理,利用状态空间平均法建立了系统数学模型,并详细阐述了滑模控制原理。采用滑模控制方法,对控制系统进行了仿真研究和样机实验,其结果验证了该变换器的优点及SPWM控制方法的有效性。     

一种新的三相四桥臂逆变器控制方法

针对现有三相四桥臂逆变器控制方法比较复杂的缺点,提出一种新的第四桥臂与前三桥臂分别独立控制的控制方法,该方法与传统的三桥臂逆变器控制方法相兼容,简单易行,且方便对老产品进行改造.文中对四桥臂逆变器的三维空间矢量进行了分析,得出第四桥臂可独立控制的结论;建立了四桥臂逆变器的大信号模型,并在此基础上给出了相应的理论依据.仿真和实验结果进一步验证了该控制方案的正确性与可行性.     

带有升降压的三相五电平逆变器拓扑及控制设计

提出了一种三相升降压型五电平逆变器。与传统的的多电平逆变器相比,升降压五电平逆变器具有能够实现升降压、拓扑结构简单、控制方法简单、所需功率开关器件数量少、开关损耗小等优点。采用载波层叠法作为逆变器的调制策略,采用PI调节器对系统进行控制,并且使用Matlab/Simulink平台对带有升降压的三相五电平逆变器及其并网控制策略进行了仿真验证。最后搭建了系统相应的硬件实验平台,通过实验验证了所提出的电路拓扑的性能。     

基于能量控制策略的直-交变换器的研究

介绍了采用能量控制策略的Buck—Boost直-交变换器,对该变换器的拓扑电路、工作原理以及控制策略进行分析和仿真。仿真结果显示：在相同的开关频率下,采用能量控制策略比SPWM的输出电压的谐波分量小,对电网电压波动和负载扰动无明显动态调整过程。该控制策略可应用于高性能正弦交流电压源和变频变压系统中。     

一种基于滑模控制的新型ZVT-Buck逆变器

本文提出了一种新型的ZVT Buck逆变器,此ZVT Buck逆变器拓扑能很好的实现软开关,大大提高了系统的效率,不会为开关器件带来过大的电压、电流应力,系统具有强鲁棒性和优异的动态性能;该逆变器采用离散滑模控制策略,提高了逆变器的输出性能和控制鲁棒性,减弱控制系统的干扰和漂移,为软开关逆变器的实现提供了一种新的思路。