Buck三电平变换器在水冷磁体电源中的应用

Buck三电平变换器具有减小输出电压纹波、降低开关管电压应力等优点,考虑将该变换器应用到强磁场中心的水冷磁体电源中,可大大优化电源性能。介绍了Buck三电平变换器的工作原理,对其进行参数设计和控制方法分析,并搭建了Matlab/Simulink仿真模型,比较原方案和新方案的运行情况。仿真结果显示新方案显著减小了输出电压纹波。     

一种新型软开关Buck变换器的研究

针对传统ZVT-PWM变换器的辅助开关硬关断的不足,提出了一种新型PWM控制的软开关Buck变换器方案,详细介绍了该新型软开关Buck变换器的拓扑结构及工作原理,并给出了具体的设计过程。新型软开关Buck变换器的辅助电路使主开关工作在零电压状态,所有的半导体器件均工作在软开关条件下,从而减小了开关损耗。仿真结果证明了该新型软开关Buck变换器方案的有效性。     

交错并联三绕组耦合Buck变换器设计

针对传统交错并联Buck变换器存在占空比小的问题,将三绕组耦合电感引入反激变换器,设计了一种交错并联三绕组耦合Buck变换器。分析了该变换器中开关管和输出二极管的电压应力,进而得到该变换器的输出电压增益,并对该变换器拓扑进行了优化。仿真和实验结果表明,该优化拓扑可有效抑制开关管两端的电压波动,降低开关管的电压应力。     

一种新型交错并联型buck变换器

通过传统buck变换器的三端口网络模型中引入一个开关电容,得到了一种新型带开关电容交错并联buck变换器。通过对新型变换器进行理论分析可知,与传统buck变换器相比,当占空比D<0.5时,新型变换器不仅输出电流纹波减小,且在相同占空比下实现了更高的电压增益;同时开关管的电压应力减小,其电流应力均为输出电流的一半,有利于器件的选择和散热。因此新型变换器非常适合于低输出电压、大电流的场合及输入、输出电压相差较大的系统。最后通过仿真验证了理论分析正确性。     

一种新型零电流零电压PWM变换器

提出了一种新型零电流零电压变换器。在全桥变换器的基础上在副边增加无源无损吸收电路，实现滞后臂的零电流开关，并给出了设计方法和实验结果。     

三电平LLC变换器的混合调制策略研究

三电平LLC变换器采用单一的轻载定频调宽或全电压范围调频策略时,不能兼顾满足宽输出增益和良好的软开关特性要求.为此,文章通过对采用定频与变频调制方式时三电平LLC变换器开关管特性进行详细分析,提出一种基于定频和变频的混合调制策略,其可很好地实现逆变管的零电压开通(Z V S)与整流二极管的零电流关断(ZCS).通过一台...     

一种新型三电平智能变压器的研究

研究了一种新型的三电平智能变压器拓扑。以SEPIC变换器为例,将多电平技术应用到智能变压器中,使得开关管的电压应力得到大幅下降,同时也减小了滤波器的体积。分析了其工作原理和开关模态,并设计了带电容均压控制的电压瞬时值反馈控制策略。最后,完成了一台500 W单相原理样机,通过实验验证了新型拓扑及控制策略的正确性,充分体现了SEPIC式三电平智能变压器的优越性。     

一种新型三电平直流变换器的仿真研究

文章提出了一种新型的隔离式三电平直流变换器的拓扑,它是在传统的两电平变换器的基础上提出来的.在这种新型拓扑中,每个开关管的电压应力都比两电平时降低了一半,并且滤波器的体积也明显减小,使其更适用于高电压大功率场合,且拓扑极具对称性,这样方便了工作原理的分析及控制电路的设计.文章以SEPIC三电平直流变换器为例,分析了该变换器的工作原理,给出了控制策略.通过仿真结果,验证了工作原理和控制策略的正确性,比如电压应力低等特点.     

三电平Buck变换器的新型解耦控制方案

为解决三电平Buck变换器中飞跨电容电压的平衡控制问题及飞跨电容电压与输出电压的解耦难题，提出一种新型解耦控制方案。建立三电平Buck变换器的仿射非线性数学模型，研究基于微分几何理论的模型线性化解耦条件，推导解耦子系统的反馈控制律，设计状态反馈控制器，并对满足稳定要求的控制参数进行探讨。与现有解耦控制方法相比较，仿真结果表明所提控制方案具有更强的抗干扰性能、更快的响应速度和更好的动态调节特性。实验结果进一步验证了所提新型解耦控制方案的正确性和优越性。     

一种双电源四输入端三电平逆变器

提出了一种由双直流电源构成的四输入端三电平逆变器拓扑结构,并采用三次谐波注入PWM作为调制方法。该逆变器通过前级两个电源和两个Buck变换器为后级电路提供四路电平,不同状态下后级电路工作于不同的三个电平状态;前级Buck变换器可以实现对直流母线电压的调节,有较宽的工作电压范围;采用三次谐波注入PWM调制方法能实现较宽的调制范围、低开关损耗及输出电压电流较少的谐波含量。分析了不同状态下双电源四输入端三电平逆变器工作原理、控制方法,并通过Simulink仿真验证了该结构的正确性和可行性。     

Current sharing of paralleled DC–DC converters using GA-based PID controllers

We demonstrate a concept for pulse-width modulation (PWM) control of a parallel DC–DC buck converter, which eliminates the need for multiple physical connections of gating/PWM signals among the distributed converter modules. The proposed control concept may lead to easier distributed control implementation of parallel DC–DC converters and distributed power systems.For equipment with significant power requirement, the traditional single power supply may not be adequate. Many power supplies with parallel regulation control can be used to solve this problem. This paper proposes a Proportional-Integral-Derivative (PID) controller to control paralleled DC–DC buck converters and current sharing is achieved. A genetic algorithm (GA) is employed to derive optimal or near optimal PID controller gains. Both simulations and experimental results are provided to verify the theoretical analysis through an experimental prototype of paralleled DC–DC buck converters.     

零压变换软开关的双PWM变换器的研究

对于双脉宽调制（PWM）变换器,当电路开通或关断的时候都会产生开关损耗和噪声污染。这些干扰在小功率电路中可以被忽略,但在较大型的风力发电系统中是应该极力避免的。为了减小甚至避免这些不利因素影响系统的平稳运行,设计了一种基于零电压变换软开关技术的双PWM变换器,并且结合了空间矢量脉宽调制技术和PR控制方法。通过仿真试验和结果分析,验证了优化的变换器能够很好地改善传统变换器的输入和输出性能。     

ZVZCS全桥PWM DC-DC变换器的小信号建模方法

针对ZVZCS全桥PWMDC-DC变换器的软开关工作,分析了变压器漏感和辅助谐振电路对变换器动态特性的影响。在PWM开关等效模型的基础上,结合变换器谐振电路的工作特点,提出了一种ZVZCS全桥PWMDC-DC变换器小信号分析方法,这种建模方法适用于不同类型的ZVZCS全桥变换器。通过对小信号传函幅频及相频特性的分析,证明了这种小信号分析方法具有物理意义清晰、计算简单等优点。应用这种小信号模型,依据变换器的动态性能指标对ZVZCS全桥PWM变换器中谐振元件的参数进行设计,可以使这种软开关变换器的性能得到进一步的提高。     

井下局部通风机储能型变流器控制策略研究

针对传统集中式变流器的结构已无法满足井下通风机应急供电需要的问题,设计了一种集充放电为一体的双级式井下局部通风机储能型变流器,该储能型变流器既能在系统停电时作为应急电源使用,又能实现电网正常运行时的无功补偿功能。提出了双级式储能型变流器的控制策略:当局部通风机的双回供电线路正常工作时,储能型变流器处于在线运行模式,PWM逆变器采用P/Q控制策略,此时主要对蓄电池进行充电并对电网进行无功补偿;当局部通风机的双回供电线路出现故障时,储能型变流器处于应急供电模式,PWM逆变器采用V/f控制策略。提出了一种基于状态反馈共电流内环的平滑切换控制策略,将V/f控制器状态与P/Q控制器的输出反馈至输入,用以解决储能型变流器在应急供电和在线运行时2种运行模式切换过程中产生的电流冲击问题,实现储能型变流器的平滑切换。仿真结果表明:在2种运行模式下,该控制策略可使变流器实现稳定运行,并能够实现平滑切换,具有较好的稳态与动态特性。     

Modelling and experimental verification of the effect of parasitic elements on the performance of an active-clamped current-fed DC–DC converter

Current-fed DC–DC converter has received a lot of attention recently for the fuel cell power source applications. This is due to its attractive features, such as low input current ripple, high voltage conversion ratio and high efficiency. Unfortunately, a high voltage stress across the switches and hard switching is the main drawback of the current-fed topologies. Therefore, an active clamp circuit is often implemented to suppress any voltage overshoot across the switches and achieving zero-voltage switching. In this paper, based on detailed analysis on the converter performance it was found that parasitic elements of the converter can have a large impact on promising features of current-fed converters with an active clamp. This has not been reported in the literature. It has been shown through an in-depth analysis on the converter that particularly during the switch overlap period the parasitic elements create undesirable oscillations leading to additional circulating energy that adds to the conduction losses of the converter. It also results in voltage ringing across the clamp switch, oscillations in the current through the clamp circuit and high voltages across the bridge switches, even when the switches are conducting. Based on this finding a number of modifications have been proposed and these have been verified by thorough simulation and experiment.     

离线开关变换器中混沌调制技术的比较研究

论文研究了混沌调制技术在实用开关变换器中抑制电磁干扰的效果。所研究的混沌调制技术包括混沌脉冲宽度调制和定占空比混沌载频调制两种模式。从实用化的角度出发,建立了双管正激变换器的元件级电路仿真模型,通过对两种混沌调制模式与周期PWM模式下信号频谱的分析比较说明,混沌调制技术能有效降低谐波峰值,改善了电磁兼容性。此外,文章还分析了混沌调制对输出电压纹波的影响。研究表明在开关变换器中应用混沌调制技术具有实际应用前景。     

矩阵式变换器的双电压控制策略及其仿真

讨论了基于双电压瞬时值控制的矩阵变换器的开关状态及控制函数, 并在源开关的理论基础上推导出开关状态控制函数表, 最后通过仿真分析, 给出了电压、电流的波形, 验证了理论分析的正确性, 为矩阵式变换器的软硬件设计和实现提供了理论基础.     

小信号分析在三电平ZVZCS充电桩中的应用

电动汽车成为环保出行的主要方式之一,充电桩作为连接电网和电池的电力电子变换载体,降低谐波对电网和充电桩本身的影响是一个重要研究方向。为了减小开关器件的电压应力,提高充电桩电源转换的效率与实用性,本文采用了一种新型的零电压零电流脉宽调制（ZVZCS PWM）三电平（TL）充电桩变换器。和同类ZVZCS PWM TL 变换器相比,减少了磁性器件的使用,降低设计难度,提高了变换器的效率,可靠性更高。本文详细分析了新型 ZVZCS PWM TL 变换器的工作原理和不同时间段的等效电路结构,推导了电路的输入输出特性,以及实现软开关的条件和策略。并推导出TL ZVZCS PWM 变换器小信号模型、闭环框图和传递函数。基于上述模型对系统进行补偿设计,使系统具有良好的稳态和暂态功能。并进行了仿真与试验,验证了该方案的可行性与有效性。     

Proposal for preprogrammed control applied to a current-sensorless PFC boost converter

The development of front-end converters for power factor correction and DC link voltage control of power electronics converters such as, UPS, Inverters, and Switched Power Supplies, has been attracting great interest from the scientific community that works toward the achievements of cost reduction, high efficiency, and reliability. In this context, this paper proposes a microprocessed control technique for sinusoidal input line current imposition in front-end ac–dc converters. This gave rise to an innovative sensorless boost converter, named in this work as PFC-Boost-CSL. The proposed method is based on experimental acquisition of gate-drive signal sequences for different load conditions. These signals correspond to a complete cycle of the AC input voltage and are recorded in the microcontroller memory in order to be reproduced when used in a boost converter without current sensor. In the operation of PFC-Boost-CSL, a suitable switching sequence is sent to drive the power switch in order to minimize output voltage error and maintain a sinusoidal input current. Aiming to prove the proposed control concept, a 600 W PFC-Boost-CSL prototype was built and analyzed in laboratory and the main experimental results are presented herein.