多相并联LLC电压型谐振逆变电源控制与调节

目前,逆变电源的相移控制一般应用在单个逆变器中,而逆变电源容量的提高常采用多管并联或高频变压器并联的方式实现.提出了一种控制、调节逆变电源并提高其输出功率的新方法.该方法通过控制多个逆变器间的相移来有效控制和调节逆变电源的输出功率,同时通过多相并联电感一电感一电容(LLC)电压型谐振逆变器来提高逆变电源输出功率.推导出了不同相移控制下各相逆变器输出电流、输出有功功率及负载电流和电源效率的计算公式,并对不同相移时逆变器输出有功功率、无功功率和负载功率进行了仿真分析,同时设计了两相并联相移控制LLC电压型谐振逆变电源实验样机,进行了实验验证.仿真和实验结果表明,所提出的新方法能有效控制和调节逆变电源的输出功率,提高电源容量,简化功率调节过程,降低开关损耗,从而提高系统效率.     

议UPS供配电系统的接地

随着电力电子晶体管技术的发展和器件性能的提高,UPS由传统的功率器件采用硅整流二极管和晶闸管发展到其逆变器采用IGBT等大功率晶体管,近年来面市的UPS其整流器和逆变器均采用IGBT大功率晶体管器件;由于DC/DC直流电压变换器在UPS中的应用,使UPS不必采用变压器来调整UPS交流的输出电压,因而可以取消变压器,使uPS体积缩小;UPS的输入功率因数＞0.97、输入电流谐波＜3%等,使UPS不仅应用于电子信息机房、DCS和电信(弱电)系统,在变配电系统的交流操作、MCC的控制电源以及一些化纤连续生产设备的交流供电等方面也得到广泛应用.     

双反激式行波管高压电源的分析和设计

基于行波管螺线电源的设计要求,提出了一种两个反激式变换器初级并联,次级串联的低纹波高压电源。该变换器是通过两个反激式变化器的输出纹波交错抵消来减小纹波达到低纹波要求,利用了两个变压器初级并联次级串联的拓扑形式减小了变压器次级绕组间的电压应力。文中对该电路拓扑设计、参数选择、saber电路仿真、样机测试、结论以及利用交错纹波对消技术在其他拓扑中的应用进行了分析,并成功研制了一台8.8 kV,10mA,纹波峰峰值小于1.2 V的电源样机。     

适用于带开关电源电焊机的现代IGBT封装概念

在电焊中,需要可以为小输出电压提供大断续直流电流的电流源。过去,在初级回路中使用带抽头的变压器,在次级回路中使用抽头变换器和功率整流器就足够了。如今,通过采用最先进的快速功率半导体器件,如MOSFET和IGBT,焊接电流精确受控。     

一种高压宽范围输入辅助电源的设计

基于输入串联输出并联(ISOP)变换器和多路输出反激变换器,提出了一种应用于中大功率系统的辅助电源.该电源采用一种初级电流反馈的输入均压输出均流的控制方法,保证了输入电压均压与输出电流均流,提高了初、次级电路之间的绝缘等级,省掉了光耦.分析了电源系统的控制方法和变压器的设计等问题,实验结果验证了控制和设计的正确性.     

基于DSP的H桥级联多电平逆变器的研究

超导托卡马克核聚变实验装置(Experimental Advanced Superconducting Tokamak,简称 EAST)快控电源是一种大容量单相逆变电源.现有的快控电源已难以满足EAST的发展要求,新型快控电源的研制难点主要集中在高压和大电流.为满足快控电源系统高雎和快速响应的要求,提出了采用IGBT作为功率器件的H桥级联逆变器方案.系统采用基于DSP的载波移相技术,以降低IGBT的开关损耗,提高等效开关频率,改善输出电压波形.在此对逆变器输出电压谐波进行了分析和系统仿真,最后通过H桥级联逆变器实验装置验证了该控制策略的有效性.     

分布式串补装置主变压器功率输出特性研究

分布式串联补偿装置通过变压器原理,将串联电抗耦合到初级回路,通过改变次级的电抗值实现串联补偿的功能。主变压器作为装置最主要的功率转换器件,其功率输出特性将直接决定整个装置的功率密度和发热问题。将装置主变压器输入视为恒流源,建立了主变压器的功率输出模型,分别研究得到主变压器的输出功率与负载电容、线圈匝数及负荷电流的对应关系,最后通过实验验证了上述结论的正确性。     

新型ZCS-PLL控制的大功率逆变电源的研究

提出一种基于数字锁相环(PLL)控制的零电流软开关(ZCS)新型中频感应加热电源。系统的主电路由三相AC/DC不控整流桥、Buck鄄DC/DC功率调节变换器和串联谐振DC/AC逆变桥构成。主电路的功率开关器件全部采用IGBT,并由一套TMS320LF2407数字信号处理器(DSP)控制。利用DSP丰富的硬件和软件资源,设计了智能数字功率调节器和数字锁相环,分别控制Buck变换器的直流输出功率和逆变器的工作频率,解决了感应加热电源中输出功率大范围地平滑调节和负载谐振电流、电压的同步锁相控制的难题,使逆变器IGBT在整个功率调节范围内均处于ZCS软开关状态。此外,逆变器输出电流始终工作于电流连续的CCM模式,功率转换效率高,开关损耗小,适应负载变化能力强。研制的实用电源功率调节范围为0.2～30kW,频率锁相跟踪有效范围为15～35kHz。     

一种多模块高电压固态变压器的研制

固态变压器(SST)作为一种基于电力电子技术的新型电力变压器,可以对初级和次级的电压、电流进行主动补偿和控制,因此很适合应用在发电、输变电和配电等多个电力系统场景。提出一种由10个子模块并联输出组成的高电压SST设计方案,每个子模块由一个三电平功率因数校正(PFC)转换器和一个隔离型LLC谐振转换器构成,10个子模块并联输出端连接至负载逆变器,最终由逆变器输出向负载供电。首先分析了PFC转换器和LLC转换器的工作原理,然后介绍了功率级的控制策略,最后搭建实验样机对所提方案进行了验证。实验结果表明,所提方案可以实现10 kV～220 V的功率转换,且保持较高的功率因数和较低的电流谐波率。     

LLC负载电压型谐振逆变器并联的阻抗分析

逆变电源容量的提高常采用多管并联或负载侧高频变压器并联的方式来实现,而负载采用电感电容串并联(LLC负载)形式的多个电压型谐振逆变器的并联,可以有效提高电源输出功率。针对LLC负载多个电压型谐振逆变器并联电路,对其进行稳态阻抗分析,通过仿真分析给出最大输出功率时的最佳匹配电感比与并联逆变器个数比例(β/N比),并通过实验进行了验证。结果表明,所提方法对提高和调节电源容量、简化功率调节过程,提供有效的设计参考价值。     

GBT中频感应加热电源的研究

在分析并联型逆变器的工作状态的基础上,提出了电压、电流双闭环整流控制方法;设计了一种锁相电路与定角控制相结合的逆变器频率跟踪方法;对IGBT中频感应加热电源易产生的常见故障进行了分析,并设计了相应的保护措施和保护电路。研制了100kw／8kHz并联型中频感应加热电源,验证了所设计控制方法的正确性和有效性。     

感应加热电源中IGBT并联控制方式研究

在感应加热电源中采用绝缘栅双极晶体管(IGBT)并联扩容时,有并行控制和分时控制两种控制方式,前者已被广泛采用,而后者很少提及.分析表明,采用分时控制不仅能彻底解决并行控制所无法解决的并联IGBT间的电流分配不均衡问题,还能减小IGBT的损耗,提高电源输出功率.给出了采用分时控制时IGBT的工作频率及电流容量选取原则.以半桥串联谐振电路为试验平台,CM75DY-24H为测试对象进行了试验.当输入功率为6 kW时,采用并行控制的输出功率约为采用分时控制的92%,实验结果验证了理论分析的正确性.     

DBD型臭氧发生器M型"缺口"现象的探讨

介质阻挡放电(Dielectnic Bannien Dischange,简称DBD)型臭氧发生器用高频逆变电源,在变压器初级观测到电压出现两次翻转过程,呈M形状,这里定义为电压M型"缺口".通过电压电流数据的采集对比,发现由于电流换向时间与IGBT导通时间不一致,导致容性负载通过变压器及IGBT体二极管向电源放电,使得...     

基于中心抽头变压器的倍频感应加热电源

针对高频大功率应用场合,提出了一种基于中心抽头变压器的倍频式感应加热电源。采用结构对称的两个半桥、共用谐振电容、抽头变压器耦合的方式,使得负载工作频率为功率开关管工作频率的两倍,达到倍频的目的。功率开关管具有软开关特性,且导通时间为其开关周期的25%,相对于传统的桥式逆变器来说,明显降低了开关管的功耗。详细分析了8个不同的工作模式及相应的系统参数关系,给出了电路参数的设计方法。最后以IGBT为功率开关管,设计了一台小型样机,通过实验验证了所提出的电源拓扑、理论分析及参数选取方法的正确性。     

新型Buck-Boost变换器在感应加热电源中的应用

针对传统感应加热电源中直流斩波环节开关损耗大、调压范围窄的缺点,提出一种新型的Buck-Boost软斩波电路,通过增加辅助开关管和谐振元件实现了主开关、辅助开关和主续流二极管的软开通和软关断。这里以180 kHz高频感应加热电源为研究对象,逆变侧采用基于IGBT倍频的单相桥式逆变电路,使输出频率为逆变器频率的两倍,逆变器输出匹配串联谐振负载。此处详细分析了新拓扑结构的工作过程,并通过实验证明了分析和设计的正确性和可行性。     

超音频电源IGBT驱动脉冲重合时间的控制

IGBT并联式逆变超音频感应加热电源负载适应性强,频率可达70kHz,功率可达几百千瓦,现已在很多场合取代了SCR中频电源,广泛应用在感应加热领域.主要简述了IGBT并联式逆变器的工作原理,IGBT驱动脉冲重合时间的控制,以及重合时间不足或太长所引发的问题.     

时间分割式IGBT高频感应加热电源的研究

研究了一种采用时间分割控制方法的IGBT高频感应加热电源。该方法充分利用了IGBT器件的高压大容量器件特性,使采用IGBT替代功率MOSFET制作高频大容量感应加热电源成为可能。采用这种控制方式的高频大功率电源电路结构简单、控制方便,电源的输出频率可以得到极大的拓展,具有很好的应用前景。     

基于并联变压器的新型有源电力滤波器控制策略

提出了一种由并联变压器和电压源型逆变器组成的新型有源电力滤波器控制策略。具体方法：将变压器一次绕组与谐波源并联,检测变压器一次侧基波电压作为指令信号,控制电压源型逆变器的输出电压加在变压器的二次侧,当逆变器输出电压与变压器一次侧基波电压满足一定条件时,对基波分量而言,有源电力滤波器等效为一个可调电抗以补偿无功;对谐波分量而言,有源电力滤波器等效为变压器漏抗,从而疏导谐波流入变压器一次绕组。最后的仿真结果验证了该策略的可行性。     

IGBT并联型逆变器锁相控制的研究

分析了并联型逆变器定角控制的必要性,提出了一种定角控制的频率跟踪方法,并对其实现进行了研究。以MATLAB/Simulink为工具建立了以IGBT为开关器件的并联谐振型逆变器仿真模型,并对仿真结果进行了分析。仿真结果验证了这种锁相控制方法的正确性和有效性,并设计了样机进行试验验证。     

基于IGBT的100kHz高频感应加热电源研制

分析了用于感应加热电源的两种逆变器的优缺点。采用IGBT模块研制开发了100kHz/30kW的电流型感应加热电源。讨论了电路设计和控制,给出了实验结果。