单极性倍频SPWM波形生成及其谐波分析

单极性倍频SPWM调制技术具有输出波形谐波抑制能力好,输出波形脉动频率高而开关管的损耗并不增加等优势.综合分析了四种单极性倍频SPWM算法,并用MATLAB进行了谐波分析,在此基础上比较了各种算法的优劣,最后在TMS320F2812上予以实现,为工程实践提供了的依据.     

SPWM逆变器计算机辅助分析

随着各种复杂调制策略在SPWM逆变器中的应用，许多逆变器波形生成越来越依赖于数字系统。与模拟系统的主要区别是在数字系统中用采样-保持波形来近似模拟调制波形。本文详细描述了采样-保持调制波形与三角形载波相比较来生成SPWM波形开关时刻的计算方法，其中包括对称规则采样法和非对称规则采样的开关时刻的计算以及调制比小于1和调制比大于1的情况下开关时刻的计算。采用傅立叶级数的形式描述了其输出电压。对各种SPWM逆变器输出波形仿真分析结果表明：该方法不仅可以用于生成SPWM波形驱动功率器件，而且还可以对SPWM逆变器进行仿真和分析复杂的调制策略下的输出波形特点。     

一种应用于低电平MMC的混合调制策略

针对太阳能及风能发电中低电平模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter,MMC)存在高谐波、高开关频率等问题,提出一种新型MMC混合调制策略.该调制策略引入开关函数和子模块电容电压的瞬时状态,借助载波调制的参考电压修正量,改善原有输出电压波形,降低开关损耗及电压波动.Matlab/Simulink仿真结果表明,该调制策略可以实现预期效果,同时可以明显降低谐波畸变率,具备较好的基波及谐波特性.     

错位采样SPWM逆变器多重化技术的研究

为适应特大功率应用领域的需要，提出了一种SPWM逆变模块多重化的新方法．各模块具有相同的调制波，但分别采用一路载波信号且各自相差一个相等的相位角．子模块的开关频率可以比较低，但多重化以后的等效开关频率比较高．达到了扩大功率容量，改善输出波形的目的．仿真和试验结果证实了该方案的正确性．     

60°坐标系下新型模块化多电平变流器空间矢量脉宽调制的简化通用算法

对任意电平逆变器在60°坐标系下的空间矢量脉宽调制通用算法进行研究;并在此基础上推导出了多电平与两电平电压矢量之间的作用时间矩阵;为了减小输出电压波形畸变率,降低开关的损耗,对冗余电压矢量的选择方法和最优合成顺序进行了确定,最后,在PSIM中搭建了模块化多电平的仿真模型,并将基于60°坐标系的空间矢量调制算法用程序实现,证明该简化算法的通用性和正确性,仿真实验也证明随着电平数的增加,输出线电压波形越接近正弦波.     

有源滤波器中输出滤波器的参数优化方法

电流滞环控制使逆变器的开关频率不固定,造成逆变器输出滤波器设计困难.在综合考虑输出滤波器的输出补偿谐波能力、滤除开关谐波能力和功耗等性能指标的基础上,提出一种输出滤波器参数优化方法,并建立参数优化数学模型.实验结果表明：该方法具有良好的滤波性能,能在开关谐波和功耗满足工业生产要求的前提下,有效地提高输出滤波器的输出能力,从而增强有源滤波器的补偿能力.     

矩阵变换器双向开关方式的研究

矩阵变换器作为一种新型变频变压控制系统,其三相输出通过双向功率开关与任一输入相直接相连．通过一定的调制策略来控制这9个双向开关,从而得到期望频率和幅值的输出电压．调制策略的好坏直接影响矩阵变换器的输入输出特性,而开关方式的选取是调制策略的关键．在分析空间矢量调制策略的基础上,讨论了不同的开关方式对开关损耗、输入、输出特性以及双向开关换流可靠性的影响,并得出两边对称方式是一种优良的开关方式的结论．最后通过仿真验证了结论的正确性．     

双三电平STATCOM的建模与仿真分析

利用开关函数的概念,建立了由2个三电平逆变器和1个输出耦合变压器构成的双三电平STATCOM的数学模型,并对其直流电压波形和交流侧输出电压和电流波形进行了仿真分析.仿真结果表明在工频方波调制方式下,通过合理选择电感和电容参数可获得谐波含量较小的电压和电流波形,从而可用低频大功率开关器件构成开关损耗尽可能小且对电网谐波污染小的高压大容量STATCOM装置.同时,所建立的数学模型及分析方法可推广应用于其它类似结构的电力电子电路的理论分析与仿真研究中.     

基于三相逆变器变开关频率和变直流母线电压的PMSM控制

针对三相电压源逆变器应用固定开关频率和额定直流母线电压的空间矢量脉宽调制（space vector pulse width modulation, SVPWM）驱动方式时存在直流电压利用率低、绝缘栅双极性晶体管（insulated gate bipolar transistors, IGBT）损耗较高的缺点,建立永磁同步电机（permanent magnet synchronous motor, PMSM）和基于输出周期的IGBT损耗控制模型,在此基础上以输出电流质量为约束条件,以开关频率和直流母线电压为约束变量,应用猫鼬优化算法获得基于输出周期的IGBT损耗最优的开关频率和直流母线电压。对所提出的策略进行仿真和实验,通过比较输出电流总谐波畸变率（total harmonic distortion, THD）、电流波形、IGBT损耗和结温等验证所提策略在保证控制系统性能的条件下降低三相电压源逆变器损耗,增加三相电压源逆变器的可靠性。     

基于模糊控制变环宽光伏逆变器的研究

在恒定环宽滞环电流的基础上,针对开关频率大范围变化,提出模糊控制变环宽的方法,来控制光伏并网逆变器,以此使开关频率下降．利用MATLAB进行仿真,搭建了可调滞环宽度模块,仿真结果表明：加入模糊控制后开关频率大范围下降,谐波失真小,逆变器输出波形稳定,达到了预期的控制效果．     

逆变电源开关损耗的分析与对策

在大功率高频道变电源电路中．开关管的开关损耗成为限制整机效率、功率和功率密度的重要因素，并直接影响整机的安全运行．在分析桥式逆变电路开关管工作过程和开关损耗的基础上，提出了一种新的开关工作模式和吸收网络设计，使电路工作在近似零压开关的状态，有效地减小了开关损耗．     

感应加热电压型逆变器负载匹配的研究

对感应加热电压型逆变器LLC谐振回路特点进行了简要分析,为了解决MOSFET构成的单向全桥逆变器在LLC负载品质因数Q值较低时,开关器件工作角度较大,损耗增加的问题,提出了一种适用于高频感应加热电压型逆变器的新型LCLC负载谐振匹配方案。该方案通过加入附加电容Cs,减小了逆变器输出电压和输出电流间的相位角,从而降低开关损耗,提高电源输出功率。对该拓扑结构的谐振特性和负载输出功率进行了理论分析,最后通过实验验证了理论分析的正确性。     

级联型多电平变频器不同阶梯波调制算法的谐波分析

级联型多电平变频器中阶梯波算法的优点是开关频率低,转换效率高.介绍和分析了几种阶梯波算法,并对其输出波形的频谱和谐波总含量进行仿真和比较,得出相关结论,以期为实际工程应用提供理论依据.     

双管反激辅助电源设计

针对三相交流输入的电动汽车充电机、变频器、光伏逆变器等变换器辅助电源的问题,设计了一种基于双管反激结构的辅助电源,采用UC2844A电流型PWM控制芯片,实现了四路电压的隔离输出,5伏输出时通过LDO芯片进一步稳压。测试结果表明:该辅助电源可以输出80 W额定设计功率,效率高达84%,且纹波小;在100~800 V宽范围电压的直流输入下,能实现四路电压的稳定输出。可见,该电源是一种结构可靠、成本较低、应用广泛的高性能辅助电源。     

动态负载下无差拍SVPWM调制弧焊电源三相PFC

以三相半桥拓扑结构为主电路,研究了动态负载三相输入大功率逆变弧焊电源。基于空间矢量脉冲宽度调制(SVPWM)技术的易于数字化、可降低谐波、电压利用率高、动态响应快等特点,引入无差拍思想、总体系统的双环控制思想和DSP控制,实现了功率因数为1,电流谐波畸变远小于10%弧焊电源系统的数字化。     

基于软开关技术的逆变弧焊电源的研究

为了提高逆变弧焊电源的效率及改善功率因数,本文提出了一种新型软开关逆变弧焊电源,整流电路采用三相功率因数补偿来改善电源的功率因数,逆变电路通过增加辅助开关管使变压器漏感的能量有规律的储存和释放,从而实现各个开关管零电压开通ZVS和零电流关断ZCS,降低了开关管在导通与关断时刻的损耗。通过对该新型电路的建模和分析,得出主电路参数,并对参数进行Saber仿真。仿真结果表明,开关管导通与关断时的电流与其两端电压之间的交叉区域明显减少,即实现了软开关技术,降低了开关管的损耗,提高了逆变弧焊电源整体的效率。该研究解决了传统的逆变弧焊电源存在的开关损耗大,占空比丢失等缺点。     

基于预测控制的电机变频/工频同步切换

针对大功率变频器与工频电源切换不当引起电机产生冲击电流和转速波动的问题,提出了一种预测控制的交流电机变频/工频同步转换控制方案.采用TMS320F2812 DSP芯片对变频器输出电压和工频电压信号进行同步采样,通过鉴相运算得到两路输入信号的相差信号,然后调用预测控制算法程序实现锁相控制.当变频器输出电压与工频电网电压相位达到一致时,DSP控制继电器动作,从而实现电机由变频电路到工频电网平稳、无扰切换.仿真结果表明,该设计方案具有快速性、优良的跟踪特性和很强的鲁棒性.     

基于PR控制的电流控制型逆变器研究

为了克服采用比例谐振（PR）控制的并网逆变器对电网非基频处干扰信号的抑制能力较弱的缺点,提出了一种电压前馈谐波补偿策略,即将电网中存在的3、5、7等高次谐波反馈到逆变器的控制端.通过对并网逆变器系统的理论分析建立了逆变系统的数学模型和Simulink仿真模型,对系统运行过程进行了仿真研究.仿真结果表明,采用电压前馈谐波补偿策略的逆变并网系统能够实现输出对参考无静差跟踪的要求,有效地减小电网中的干扰,使得输出中的总谐波畸变度（THD）由3.61%降低到0.31%,可应用于并网逆变器设计中.     

一种无滤波器的高效立体声D类音频功率放大器

基于CSMC 0.5μm DPDM CMOS工艺设计了一种高效率的D类音频功率放大器,利用全差分型积分负反馈技术和全集成H桥式输出结构实现了该音频功放的无滤波器应用．仿真和测试结果均表明: 在电源电压5V,无外部滤波器,总谐波失真与噪声之和小于0.5％的条件下,该功放可向3Ω负载电阻提供大于3.5W×2的输出功率; 电源电压在3~6V范围内,最大转换效率可达90％以上; 电源电压为5V,输出功率小于3.0W时,每个通道的总谐波失真与噪声之和小于0.1％．     

T型三电平逆变器在不间断电源中的实现

针对两电平不间断电源（UPS）输出电压总谐波畸变率高的问题,本文设计的单相T型三电平不间断电源有效的降低了输出电压总谐波畸变率。首先根据开关频率和电压应力的要求,对T型三电平逆变器的开关器件和LC滤波器进行了硬件设计。然后,在开关函数模型中加入零电平电压,使逆变器输出三电平电压,有效的减少了输出电压中谐波的含量。最后,通过MATLAB/SIMULINK的仿真和6 kW不间断电源样机在阻性负载、非线性负载下的实验;得到了实验波形和0.23%的输出电压总谐波畸变率,结果验证了硬件设计的正确性,输出电压总谐波畸变率低于IEEE标准中5%的要求。