基于L-LLC谐振双向变换器的储能装置接口电路及控制策略研究

针对微网柔性并网系统中储能装置接口电路运行效率低、动态性能差的问题,提出一种基于PI或PID与最优轨迹混合控制的L-LLC谐振双向全桥变换器(L-LLC resonant bidirectional DC-DC converter,L-LLC BDC),实现了输入侧开关管的零电压开通和输出侧整流管的零电流关断,显著提高了变换器的动态性能,相对于最优轨迹控制,大量减小了运算的复杂度,提高了开关管的开关频率。采用状态平面法从理论层面对L-LLC-BDC的运行状态及特性进行了详细描述,在此基础上设计了储能装置接口电路控制系统。仿真结果表明,基于PI或PID与最优轨迹混合控制的L-LLC-BDC储能装置接口电路理论分析的正确性和动态性能的优越性,保证了微网柔性并网系统的运行性能。     

半桥电流馈入型LLC变换器的研究

针对传统的LLC变换器无法实现较高的转换效率问题,本文采用基波分析法,研究了一款适用于低电压输入,且可实现零电流关断的半桥电流馈入型LLC变换器。分析了该变换器的工作原理,比较了其与传统LLC变换器的异同,在借鉴传统LLC变换器建模方法的基础上,对半桥电流馈入型LLC变换器进行建模分析,同时运用基波分析法推导了该变换器的开关网络、输出网络和谐振网络模型,并利用Saber仿真软件对半桥电流馈入型LLC变换器进行仿真分析。仿真结果表明,在不同负载情况下,该变换器可通过谐振获得较高的电压增益,且在一定范围内谐振频率越高,增益越大;当流过开关管的电流过零,且有较小的反向电流时,开关管关断,说明半桥电流馈入型LLC变换器能够稳定、可靠地实现零电流关断。该研究具有广阔的应用前景。     

一种高效隔离的双向DC/DC变换器

面对全球环境急剧变化、能源紧张、节能减排压力的不断上升,具有效率高、体积小、动态性能好、成本低等优势的双向DC/DC变换器的技术需求日益增多.文章在分析传统隔离式双向DC/DC变换器各种拓扑的优缺点的基础上,提出了一种具有隔离、高效、高功率密度的LLC谐振式双向DC/DC变换器的对称拓扑结构.通过研究LLC谐振电路参数的计算方法,设计了300 W,336/24 V的双向DC/DC变换器样机模型,并在Cadence Pspice环境下,建立了相应的等效电路模型,从空载到满载全范围工作状态下,仿真实现了谐振侧开关管零电压开关(ZVS)和整流侧整流二极管零电流开关(ZCS),减小了损耗,提高了效率,降低了电磁干扰(EMI),验证了双向DC/DC变换器对称拓扑结构及其谐振电路参数计算方法的正确性.     

基于最小二乘参数估计的并联谐振全桥Boost变换器动态建模

文章基于最小二乘参数估计算法对并联谐振全桥Boost变换器进行动态建模研究。利用系统辨识理论,将并联谐振全桥Boost变换器视作一个黑匣子,根据最小二乘参数估计方法,利用PSpice仿真输出的阶跃响应数据得到开关变换器的动态模型。并利用所建模型结果,验证了此方法应用于并联谐振全桥Boost变换器建模的可行性。且所述方法对脉冲频率调制型变换器的动态建模也有一定的适用性。     

电流型零电压软开关并联谐振推挽DC/DC变换器

分析了电流型软开关并联谐振推挽直流/直流变换器的基本特性,给出了在一个开关周期不同时段内通过开关管的电流和电压的表示式及临界周期的概念,研究了开关周期与谐振电压的非线性关系;制作了实验电路并对模型进行了仿真和验证。结果表明,变换器有良好的零电压软开关特性和负载特性,较高的功率转换效率和较低的电磁辐射。只要在小范围内调整开关频率,即可得到性能良好的稳压性能。     

基于双变压器结构的多谐振高频链矩阵整流器的调制策略与建模分析

文中将高频链矩阵整流器(HFLMR)与多谐振结合,提出了一种双变压器结构的新型变换器拓扑,提高了系统的功率密度和传输效率.在控制方式上提出了一种适用于HFLMR的调制方法—双极性电流空间矢量调制(B-C-SVM),能够为多谐振单元输入一个正负交变的高频电压,并且能使电流在网侧正弦化,功率因数单位化.为了明确高频输入信号与多谐振单元之间的相互配合关系,分析了变换器的工作波形,并根据高频输入信号将一个周期分成六个阶段,然后对每个阶段的运行模态进行详细分析.此外,采用等效基波法对多谐振单元进行了建模分析,给出谐振参数与谐振频率点之间的关系,并推导了电压增益,即输出电压和输入电压的比值关系,然后根据关系式做出了电压增益曲线.最后,仿真结果验证了本文所提系统的有效性与可行性.     

一种新型零电压零电流开关移相全桥变换器

为了解决传统零电压零电流开关（ZVZCS）PWMDC/DC变换器滞后桥臂零压范围较小、环流损耗大的问题,采用串联双变压器、滞后桥臂带辅助网络和倍压整流电路,提出了一种新型零电压零电流移相全桥变换器.首先分析了变换器在稳态下的各种工作状态,给出了相关计算公式,并制作了一台实验样机进行原理验证.实验结果表明：该变换器能够在较宽的负载范围内实现滞后桥臂的零电压开通,重载下实现零电流开通,从而极大地降低高频电路初级开关损耗和次级电磁干扰.     

仿电流控制在移相全桥变换器中的仿真研究

为了克服全桥变换器在传统控制模式下对噪声过于敏感、抗干扰能力较差的弊端,提出了一种采用仿电流控制技术的移相全桥变换器.通过重构电流信号实现电流模式控制,可以避免环境因素对电流信号的干扰,增强电路的稳定性.最后进行了仿真验证.仿真结果表明:仿电流控制技术应用在移相全桥变换器中是可行的.     

软开关DC／AC变换器原理分析及谐振环节参数设计

导出了ＤＣ／ＡＣ变换器谐振直流环节电压波形可靠回零所依赖的最小初始条件和谐振开关所需的最小导通时间ｔ１ｍｉｎ。证明了电机负载电感Ｌ２及电阻Ｒ２对系统谐振特性影响较小,可用一恒流源代替的结论。讨论了谐振频率及谐振参数的选取方法,给出了谐振频率ω,谐振参数Ｌ、Ｃ,谐振电感初始预充电电流ＩＬ０及谐振峰值电压ＶＣｍａｘ之间的关系曲线。     

并联有源电力滤波器的软启动

阐述了并联有源电力滤波器在启动过程中直流侧电压和电流过冲的问题,提出了一种改进的软启动控制策略,并将其与传统的PI控制方法相结合,有效降低了启动瞬间的冲击电压和冲击电流.在电源电流直接控制方法的基础上,阐述了负载动态情况时的直流侧电压的控制问题,并用仿真软件MATLAB/Simulink进行仿真验证,结果证明了该方法理论上的正确性.     

新型倍流整流方式零电压开关PWM全桥三电平直流变换器

通过在基本的倍流整流方式零电压开关PWM全桥三电平直流变换器的一次侧绕组中串联一个阻断电容,提出一种新型变换器．该变换器利用阻断电容的电压使一次侧电流在零状态时快速下降,不必要求变压器漏感极小;输出整流管能够自然换流,避免了反向恢复造成的电压振荡和电压尖峰．并分析变换器的工作原理,通过仿真实验验证该变换器的可行性．     

LLC谐振变换器特性分析及关键参数设计

针对LLC谐振变换器增益公式复杂、谐振参数设计困难等问题,详细分析电路的工作过程,给出参数设计的约束条件,简化了参数设计要素,最后在合理的谐振参数下通过实例进行了验证．实验结果表明,LLC谐振变换器能够实现开关管的零电压开通,同时能够有效抑制整流二极管的反向恢复特性,实现次级的零电压关断．     

具有准谐振缓冲器的零电压零电流切换DC-DC变换器

提出了一种新的具有准谐振缓冲器的零电压（ZVT）零电流切换（ZCT）直流-直流（DC-DC）变换器。此变换器中的缓冲器仅由一个准谐振电路构成,能使变换器的主开关同时实现零电压开关和零电流开关。这种新的变换器具有现有各种ZVT或ZCT变换器的大部分优点,同时能克服这些变换器的大部分缺点。此外,此变换器能在很宽的线路和负载范围内以很高的频率实现软切换。所有半导体开关器件都工作在软开关状态。此变换器结构简单,成本低,易于控制。对此变换器作了详细的稳态分析,其性能由一个小功率变换器的实验原型电路得到了证实。     

全桥并联谐振变换器特性分析

文章对一种升压变换器拓扑——全桥并联谐振倍压变换器进行了分析。该变换器通过电路谐振实现了开关管的零压开通,提高了变换器的效率。通过对该变换器的稳态工作过程分析及理论推导,得出了该变换器的零电压条件与电压增益曲线,并通过PSPICE仿真,验证了结论的正确性。     

一种应用于直流配电网的隔离直流变换器软启动方法

针对广泛应用于直流配电网的双有源桥的启动电流冲击问题,提出一种简单的直流变换器软启动方法。在设定的启动时间内,输入侧H桥输出方波电压占空比从0逐渐增加到0.5,同时通过移相控制调节输出侧电压在相同的时间内从0逐渐增加到给定值。通过这两种方法的协同控制,可以有效抑制启动时电流冲击和直流电压振荡,系统具备很好的抗扰能力且不需要采用传统软启动的复杂模式切换。分析和仿真验证了软启动方法的有效性。     

零电压开关全桥变换器的改进及仿真

在移相控制的串联谐振丛桥软开关变换电路基础上,针对零电压开关全桥变换器的副边占空比损失和环流损耗问题进行了改进,即利用可饱和电感代替线性电感,进而提出了移相控制的零电压电流开关全桥变换器,并将改进电路与原电路进行对比分析和仿真实验,结果表明了ＦＢ－ＺＶＺＣＳ－ＰＷＭ变换器无论是在开关性能和能量传输方面,还是在变换器的成本和效率方面,都具有明显的优越性。     

双向全桥CLLLC谐振变换器建模与分析

针对传统状态空间平均法不适用于谐振变换器建模的问题,采用扩展描述函数法,建立了双向全桥CLLLC谐振变换器的小信号模型;给出了该变换器谐振参数的设计方法,得到了适用于本文变换器的参数;设计了正向/反向运行时的控制器补偿函数,并搭建闭环仿真电路进行了仿真分析.仿真结果验证了本文所建立的模型和设计的控制器补偿函数的正确性.     

准谐振变换器的统一建模方法

准谐振开头变换器电路结构复杂,分析设计困难,在分析一般分析方法所存在问题的基础上提出了高频网络平均法,利用受控电源来代替电压和电流高频变化的元件,利用它对QRC作了小信号分析和大信号分析,得到了统一的系统状态方程,最后对系统上电启动作了数字仿真,这种方法简单实用,有助于对准谐振变换器（QRC）的分析和设计。     

移相全桥变换器软开关设计及效率优化

针对负载减小时传统移相全桥变换器滞后桥臂的开关管实现软开关的范围变窄,变换器效率降低的问题,通过分析变换器的工作过程以及变换器超前滞后桥臂实现软开关的条件,研究谐振电感取值不同对占空比丢失、滞后桥臂实现软开关、变换器效率的影响;设计移相全桥变换器电路参数,并通过saber软件进行仿真.结果表明取适当的谐振电感值,增加滞后桥臂软开关范围,可以优化变换器效率.     

LLC谐振变换技术应用研究

本文提出了一种新型LLC谐振变换器。它可使原边所有的开关管零电压导通、副边的整流管零电流关断,因而可实现极高的转换效率。试验结果证明,变换器转换效率可达到92.1%。