采用混合电压矢量预选和参考电压预测的逆变器共模电压尖峰消除方法

近年来,模型预测控制被广泛应用于两电平电压源逆变器以实现共模电压抑制。然而,常规的模型预测共模电压抑制方法存在计算量大、受死区影响等问题。为此,提出一种改进的可消除共模电压尖峰的两电平电压源逆变器预测电流控制方法。首先,该文采用无差拍控制的思想计算参考电压矢量,并建立基于电压矢量的目标函数,以实现预测电流控制,并简化控制算法。其次,详细研究可消除共模电压尖峰的电压矢量预选方法,包括死区影响分析和电流纹波影响分析等,并基于该分析结果提出一种可完全消除共模电压尖峰的混合电压矢量预选方法。仿真和实验结果验证了所提方法的有效性。     

零电压开关移相全桥变换器尖峰抑制的实现

详细分析了ZVS移相全桥变换器中电压电流尖峰的产生机理和抑制方法。在此基础上分别设计了电压、电流尖峰抑制电路,给出了详细的参数计算过程,并在一台3 kW（15 V/200 A）ZVS移相全桥变换器上得到验证,电压、电流尖峰和EMI抑制效果明显。最后,给出了改进前后的对比波形。     

非并网风力发电系统的电压协调控制

在非并网风力发电系统中,当风能突然增加或负载突然减少时,系统的功率平衡将被打破,从而造成直流电网中出现电压尖峰和电压升高,可能造成系统中功率器件的损坏。文中通过改变负载电流、输电线电压或注入电网电流等参考值,从而改变从直流电网吸收或向直流电网注入的电流值,抑制了电压尖峰和电压升高。仿真分析结果表明该控制方法能够起到很好的抑制作用。     

一种适合UPS应用的新型零电压开关双向DC-DC变换器

电流-电压型双向DC-DC变换器采用相移技术可以实现功率器件的软开关，但是电流源型变换器存在关断电压尖峰和变压器两端电压不匹配时引起环流损耗增加。为解决这些问题，该文提出一种新的相移加PWM控制有源箝位型零电压软开关(ZVS)双向DC-DC变换器，在电流源型变换器中加入有源箝位支路和PWM控制技术，能够有效抑制电压尖峰和降低环流损耗，同时实现了全负载范围的ZVS。该文分析了这种新型变换器的工作原理，并在一台1.5 kW的原理样机上进行验证，最后给出了试验结果。     

新型尖峰电压发生器及测试仪研制

介绍了基于微处理器尖峰电压发生器的思路和设计方法,结合数字存储示波器/逻辑分析测试仪,共同实现了电压尖峰发生器的产生和测试功能.电压尖峰发生器采用由晶闸管开关、电感、电容组成的高阶振荡电路,产生需要的尖峰电压.以微处理器AT89C51为控制核心,自动完成信号的发生和转换控制,且实时显示电压尖峰幅值,数字存储示波器/逻辑分析仪则通过计算机USB2.0接口,实现实时测试尖峰电压,显示电压波形和记录数据等功能.通过仿真及实验验证,设计的电压尖峰发生器及测试仪是正确可行的,通过长期应用证明,该系统稳定可靠,性能良好.     

ZVS全桥变换器尖峰抑制器的改进设计

针对输出整流管反向恢复带来的电压尖峰及电磁干扰等问题,设计了一种改进型尖峰抑制器。该尖峰抑制器能够有效抑制寄生振荡,消除尖峰电压,且损耗小。最后设计制作了一台3kW(15V/200A)ZVS全桥变换器,给出了添加尖峰抑制器前后整流管反向电压的对比波形,验证了所提出改进方法的有效性。     

基于箝位电路的新型单级PFC技术

单级桥式功率因数校正变换器由于变压器存在漏感,在电路换流过程中产生较大尖峰电压,增加了开关管的电压应力,降低了系统可靠性.提出一种基于箝位技术的新型单级桥式功率因数校正变换器,利用一级电路同时实现功率因数校正与DC/DC变换;通过在所提出变换器中设置箝位电路,吸收了尖峰电压,解决了开关管电压应力过高的问题,并分析了实现功率因数校正、抑制电压尖峰的原理;针对电路结构以及功率因数校正电路的特点,分析了所提出变换器中高频变压器的偏磁产生机理,并给出了相应的抑制措施.通过对实验系统的测试与分析,表明所提出的变换器具有较高的功率因数和转换效率,并验证了理论分析的正确性.     

消除谐振电感引起电压尖峰的方法

此处分析了移相全桥拓扑电源中因谐振电感引起电压尖峰的解决方法。对于可以实现零电压开关(ZVS)的移相全桥拓扑,需要通过增加谐振电感与开关管的结电容发生谐振来实现开关管ZVS开通。同时谐振电感也会造成输出整流管两端产生反向的电压尖峰,从而给整流管的选取带来了困难。因此通过分析几种抑制电压尖峰的方法,给出了最合适的对于移相拓扑输出整流管电压尖峰的抑制方法。最后通过对样机实测验证表明该方法有效并且可行。     

基于微处理器的电压尖峰发生器

介绍了基于微处理器的电压尖峰发生器的设计方法和思路。它能够在1min内给被测设备施加100个正负极性交替变化的电压尖峰信号,也可单个施加,可对设备的每一种工作方式或性能进行试验。该系统以微处理器AT89C51作为控制核心,能自动完成信号的转换控制和发生,并具有实时电压尖峰峰值显示和电压尖峰可调的优点。     

基于SiC MOSFET直流固态断路器关断初期电压尖峰抑制方法

针对碳化硅金属氧化物场效应晶体管(SiC MOSFET)直流固态断路器关断速度快、关断初期易产生较大电压尖峰及振荡问题,提出一种抑制方法。首先,建立SiC MOSFET等效电路模型,分析其不同寄生电感对固态断路器关断初期电压波形的影响。其次,利用不同电压等级金属氧化物压敏电阻(MOV)吸收能量不同的思想,提出并联MOV作为缓冲电路来抑制断路器关断初期电压尖峰的方法,在分析其工作原理和抑制效果的基础上,提出了选择缓冲MOV额定电压的依据。最后,搭建了基于SiC MOSFET直流断路器实验平台,对不同寄生电感、不同器件下的开断特性进行了比较,并对所提方法的有效性进行了验证。结果表明,相比Si IGBT固态断路器,SiC MOSFET固态断路器具有更为严重的电压尖峰和振荡问题,且随着寄生电感的增加越来越严重,所提出的方法可有效抑制其电压尖峰并减弱振荡。     

低直流链电压尖峰的二极管辅助型优化Y源逆变器

耦合电感的引入使阻抗源逆变器的升压能力得到进一步提高，并改善了传统Z源拓扑中调制比与直通占空比之间的约束关系。然而，漏感的存在导致逆变器出现直流链电压尖峰，恶化了开关器件的工作条件，限制了逆变器的功率等级。为解决上述问题，以优化型Y源逆变器为研究对象，提出一种低直流链电压尖峰的优化Y源拓扑结构，利用无源吸收回路确保逆变器状态切换时直流链电压的平滑过渡，消除了直流链电压尖峰。此外，新提出拓扑继承了优化型Y源逆变器的所有优点，并且在相同的直通占空比下，具有更高的升压能力。最后，通过对比二者的仿真和实验结果，验证了新拓扑在升压能力和抑制电压尖峰方面的优越性能。     

UC3875在移相式零电压PWM软开关电源中的应用

采用UC3875作控制的移相式零电压PWM软开关电源,具有高频、高效节能、体积小等优点,同时电源工作波形干净,减少了输出电压的脉动分量,抑制了开关尖峰嗓声,且运行可靠。     

一种高效同步整流有源箝位缓冲全桥DC/DC电路

随着电力电子技术的发展,为提高功率密度和控制动态响应,电力电子朝着高频化方向发展,但导致了开关器件承受较大的电压应力和产生较大的热量,研究可靠的缓冲电路能有效抑制开关管电压尖峰,减小开关损耗。本文提出了一种高效同步整流有源箝位缓冲全桥DC/DC电路,详细分析了该电路的工作原理、工作过程,并通过理论分析及公式推导对关键参数进行设计。开展了仿真研究和2 kW全桥DC/DC实验样机设计与实验,验证了所提有源箝位方案具有显著的电压尖峰抑制效果、能量回馈和效率高、方便控制等优点。     

电压源逆变器虚拟矢量模型预测共模电压抑制方法

针对两电平电压源逆变器常规单矢量模型预测共模电压抑制方法存在电流谐波较大的问题,提出一种基于虚拟矢量的逆变器模型预测共模电压抑制方法,以在实现共模电压抑制的同时,减小电流谐波。首先,给出了虚拟矢量法的实现原理,并分析了死区和控制延时对所述虚拟矢量法的影响。其次,为了消除因死区和控制延时而产生的共模电压尖峰,进一步对所述虚拟矢量模型预测共模电压抑制法进行了改进。同时,还详细分析了虚拟矢量作用下三相电流在单个控制周期内的变化规律,从而为电流扇区的准确划分提供了理论基础。仿真和实验结果表明,所提方法不仅能实现共模电压抑制,而且可以明显降低电流谐波。     

几种大功率GTO吸收电路的比较

分析了大功率ＧＴＯ的几种吸收电路，讨论了抑制尖峰电压和减少开关损耗对吸收电路设计的要求，最后给出了实验结果。     

尖峰抑制器在ZVZCS变换器中的应用与设计

输出整流二极管反向恢复带来电压尖峰和电磁干扰(EMI);全桥(FB)移相(PS)零电压开关(ZVS)变换器滞后臂ZVS范围太窄、次级占空比丢失严重。此处提出了使用尖峰抑制器的解决方法,分析了尖峰抑制器抑制二极管反向恢复和提高全桥变换器软开关范围的工作原理,推导了尖峰抑制器设计公式。在设计的4.5 kW电源样机上通过实验表明:尖峰抑制器很好地消除了整流管反向恢复电压尖峰;提高了有限双极性FB零电压零电流开关(ZVZCS)变换器的软开关范围,减少了使用谐振电感带来的占空比丢失。     

碳化硅功率器件的串扰问题及抑制方法

为了改善碳化硅功率器件的快速开关瞬态带来的串扰问题，研究碳化硅功率器件的驱动参数对串扰问题的影响，总结抑制串扰的驱动策略，并提出串扰抑制的谐振型驱动方法。首先，明确米勒电容和共源极电感的耦合作用，分析得到半桥结构中碳化硅功率器件的串扰机理；其次，通过LTspice仿真研究碳化硅功率器件驱动器的栅极电阻和栅源电容对串扰的影响；然后，提出抑制串扰的驱动策略和谐振型驱动方法；最后，通过双脉冲测试电路实验观测串扰影响，并对比分析所提方法与有源米勒钳位方法的实验结果。研究结果表明：在开通串扰下，有源米勒钳位方法下的栅源电压负尖峰为-13.2 V,串扰抑制的谐振型驱动方法下的电压负尖峰仅为-7.3 V;在关断串扰下，有源米勒钳位方法下的栅源电压正尖峰为-2.4 V,串扰抑制的谐振型驱动方法下的电压正尖峰仅为-3.81 V。上述结果验证了所提方法的有效性。     

基于αβ坐标系的电流型PWM整流器有源阻尼控制

三相电流型PWM整流器交流侧常采用LC滤波器来滤除谐波和辅助开关器件换流,但LC滤波器具有谐振特性,存在谐振尖峰,当控制量或负载变化时会引起系统暂态振荡以及网侧电流谐波畸变。针对上述问题,提出了一种基于αβ坐标系的电感电压反馈的有源阻尼控制方法。该方法的实现不需要进行锁相环控制和dq坐标解耦,电感电压反馈的有源阻尼控制可以有效抑制LC滤波器谐振尖峰。最后通过MATLAB仿真和实验验证了所提方法的有效性和实用性。     

航天继电器尖峰电压试验系统的研究

航天继电器被广泛用于电子系统中执行系统配电、信号切换等功能,其控制端须能承受电源系统上耦合的尖峰电压干扰。为了对航天继电器进行尖峰电压敏感度试验,本文利用高速开关器件IGBT和高频电感、电容,设计了一种基于二阶振荡环节的尖峰电压发生器,并采用解析法和蒙特卡罗法分别进行了振荡环节的参数设计和容差设计,同时设计了航天继电器时间参数监测电路,实现了受试航天继电器敏感度试验。结果表明,该尖峰电压试验系统能产生符合GJB 1513规定的尖峰电压,满足了航天继电器尖峰电压试验要求。     

逆变器功率器件通断过程分析及其缓冲电路研究设计

简要介绍交流变频调速系统逆变器主电路的主要形式及分析带缓冲电路的主功率的开关过程，为了抑制主功率器件上的尖峰电压和尖峰电流，导出了缓冲电路参数的计算公式，对改进型缓冲电路和基本型缓冲电路进行了分析比较，最后给出了电路实验波形和结论。