风光互补双输入Buck-Boost直流变换器的研究

采用双输入直流变换器将太阳能和风能联合构成双输入供电系统,可避免独立光伏发电系统电力供应不稳定和不连续的缺点。本文提出一种新的双输入Buck-Boost直流变换器,具备电路结构简单、电压增益高特点,联合供电系统既可同时向负载供电,又可分体单独向负载供电。分析双输入Buck-Boost直流变换器的工作原理,给出变换器的输入/输出稳态关系式,并通过PSPICE软件进行仿真。仿真结果验证了理论分析的正确性。     

单原边绕组电压型多输入全桥变换器

随着新能源的开发和利用,多输入直流变换器（Multiple—input converter,MIC）FX其电路结构简单、元器件数量少而越来越受到关注。本文提出了一种单原边绕组电压型多输入全桥变换器,该电路拓扑的变压器只有一个原边绕组,与传统多输入变换器相比较具有结构简单,元器件数量少,既可以单独向负载供电又可以同时向负载供电等优点。本文详细阐述单原边绕组电压型全桥MIC的拓扑生成方法、控制方式和特点,并以单原边绕组双输入全桥变换器为例,分析其工作原理和控制策略,最后通过原理样机进行实验验证。     

多绕组同时供电直流变换器型多输入逆变器

提出多绕组同时供电直流变换器型多输入逆变器电路结构与拓扑族及其主从功率能量管理移相控制策略,对其控制策略、稳态原理特性和主要电路参数设计准则等关键技术进行深入分析研究,获得重要结论。该电路结构是由Boost型多绕组直流变换器和Buck型逆变器两级级联而成,主从功率能量管理是指第1,2,…,n-1路输入源输出最大功率,第n路输入源补足负载所需的功率。1 000V·A DC-AC全桥式多输入逆变器的仿真和实验结果表明,该变换器具有高频电气隔离、电压匹配能力强、功率密度高、多路输入源可同时向负载供电、占空比调节范围宽、多模态平滑切换等优点。     

Boost型单原边绕组电流源型多输入全桥变换器

多输入直流变换器(MIC)以其电路结构简单、元器件数量少而越来越受到关注。提出了单原边绕组电流源型全桥型MIC的电路拓扑系统生成方法,介绍其控制原则和电路特点。在所生成的单原边绕组隔离电流源型MIC中,变压器只有一个原边绕组,与传统多原边绕组电流源型MIC相比较具有结构简单、元器件数量少等优点,既可以单独向负载供电又可以同时向负载供电。变换器前级采用电流源型结构,输入电流连续且脉动小,可有效延长光伏电池、燃料电池等的使用寿命。以Boost型单原边绕组电流源型双输入全桥型变换器为例,分析其工作原理和控制策略,最后通过仿真实验验证。     

太阳能与市电互补系统的Matlab仿真研究

在具有多个新能源输入的联合供电系统中,一个多输入直流变换器(MIC)就可以实现传统的多个单输入直流变换器的功能,并且达到简化系统结构、降低系统成本的目的。MIC通常需要进行能量管理以实现可再生能源的优先利用。首先将多输入直流变换器系统和单输入直流变换器系统进行了比较,然后以双输入Buck变换器为例,分析了双输入Buck变换器工作原理。为了验证双输入Buck变换器工作原理的正确性,在Matlab中搭建了基于太阳能与市电互补的双输入Buck变换器仿真模型,对系统进行了仿真分析。仿真结果验证了双输入Buck变换器工作原理和能量管理策略的正确性。     

面向直流楼宇供电技术的新型多输入 Buck-Boost变换器

在直流楼宇的分布式能源供电系统中,多输入直流变换器起着将多种分布式电源进行接入、转换及协调能量管理的作用,针对此提出一种利于多种分布式电源在直流楼宇中的联合供电的新型单电感多输入Buck-Boost变换器。以双输入为例分析该变换器的工作模态,推导其输入/输出特性和功率均衡能力,提出控制策略以实现直流楼宇中的风光混合供电。在双输入变换器的基础上,通过拓扑推演得到了n路输入BuckBoost变换器。该变换器具有电路拓扑简洁、可实现升降压、输入/输出电压同极性、各种分布式输入源可单独或同时向负载供电等优点。最后利用MATLAB仿真模型和实验验证了理论分析的正确性和控制策略的可行性。     

一种双输入高增益DC-DC变换器

针对光伏发电系统输出电压低、供电稳定性差等问题,提出一种非隔离双输入高增益直流升压变换器,该变换器在2个BOOST变换器的基础上引入了开关电容电路,实现了高电压增益,且两输入源可以单独或同时向负载供电。分析该变换器的电路结构和工作原理,推导出了3种供电模式下变换器的电压增益表达式以及主要开关器件电压应力,给出了两路同时供电时输入电流之间的关系。最后,搭建了一台100W的实验样机,实验验证了该变换器具有电压增益高、开关器件电压应力低、控制简单、可以灵活供电等优点。     

楼宇直流微网用直流母线功率分级控制的新型多输入直流变换器研究

针对传统多输入变换器存在的输入/输出电压反极性、分布式能源汇集结构复杂等问题,提出一种新型多输入直流Buck-Boost变换器,有效实现楼宇直流微网中的风光混合供电,且将蓄电池直接嵌入变换器中,减小体积和降低成本。该变换器具有电路拓扑简洁、可实现升/降压、输入/输出电压同极性、各种分布式输入源可单独或同时向负载供电、蓄电池能根据负载功率变化吸收或释放功率等优点。以三输入为例分析了变换器的工作模式、推导其输入输出特性、提出基于直流母线功率的分级控制实现能量管理。通过Matlab/Simulink平台的仿真实验验证了该变换器的可行性和控制策略的有效性。     

双输入Buck变换器的交错双沿调制方法

在多种新能源联合供电系统中,采用多输入直流变换器代替多个单输入直流变换器,能够简化电路结构,降低系统成本。本文首先分析双输入Buck变换器的输入输出关系,它只决定于两只开关管的占空比,而与驱动信号的相位无关。本文分析两只开关管的驱动信号之间的相位差与电感电流纹波的关系,提出一种交错双沿调制方法,它使得电感电流纹波最小,由此可以提高变换器的动态响应速度和功率密度。在实验室完成了一个400W的原理样机,验证了交错双沿调制方法的有效性     

全桥Boost型多输入直流变换器

提出全桥Boost型多输入直流变换器电路拓扑及主从式功率分配和电压电流瞬时值反馈移相控制策略,并对该变换器的电路拓扑、控制策略、稳态原理特性、关键电路参数设计准则等进行深入地分析研究。全桥Boost型多输入直流变换器,是通过高频变压器磁通叠加法将多个全桥Boost型单输入直流变换器在输出端进行电流叠加;主从式功率分配策略,是指n?1路输入源功率固定和1路输入源补充负载所需的不足功率。理论分析和仿真结果表明,该变换器具有电路拓扑简洁、多路输入源可同时或分时供电、功率密度高、输出电压稳定等优点,为实现太阳能、风能、氢能等多种可再生能源联合供电奠定了关键技术基础。原理试验证实了所提出电路拓扑和控制策略的正确性与可行性。     

一种电源-电容串联型直流变换器

提出了一种电源-电容串联型直流变换器,这种拓扑结构可以同时为两路直流电源升压,并且有效降低了半导体器件的电压与电流应力。与双路Boost型直流变换器相比,该电源-电容串联型直流变换器在不增加功率器件数量的前提下,显著降低了半导体器件的电压与电流应力,适用于分布式光伏并网逆变器的直流变换级。主要涉及该直流变换器的运行方式、电压与电流应力分析、效率对比,并通过实验验证了该直流变换器的可行性。     

电动汽车复合能源系统设计

为解决燃油汽车带来的环境、能源等负面问题,推进新能源在汽车领域的应用逐渐成为人们关注的焦点。文中基于太阳能电池、超级电容和蓄电池3种能量源,对电动汽车复合能源系统进行了研究。针对各能量源的特性设计了基于Boost电路的最大功率点跟踪控制器以及连接超级电容与直流总线的电流双象限DC/DC变换器,并通过MATLAB仿真工具箱对其进行了仿真,进而确定了电路参数。同时,基于电流约束设计了系统的总体控制策略,并进行了相关测试。实验结果表明,复合能源系统可对太阳能电池进行最大功率点跟踪,而且巧妙融合了超级电容的高比功率以及蓄电池高比能量的特点,有效缩短了蓄电池大电流放电的时间,改善了电动汽车启动及加速时的性能。     

用逻辑信号直接驱动直流电力控制SSR的新技术

提出一种只要用逻辑信号就能直接控制直流电力控制固态继电器(SSR)的新技术;其特征是不要外接偏置电压源,而由一个特殊隔离变换器将输入逻辑信号变换为能快速开通或关断IGBT模块的驱动电力。该 换器首先对输入导通信号进行短时的累积储能以达到足够的电能,然后释放为模块的驱动变电力,从而实现 用信号线就能直接控制SSR的先进控制方式。结合此技术,还提出了关断缓冲电容器能量的自动放电复位电路。文中给出了新技术的基本电路结构与设计方法;对电路的工作原理进行了理论分析。对电路进行的仿真研究与实验测试,均表明该技术可行且     

无缓冲单元的多输入直流变换器电路拓扑

在采用两个甚至多个输入源的新能源联合供电系统中,用单个多输入直流变换器MIC代替原有的多个单输入直流变换器,可以简化电路结构,降低系统成本.MIC可分为无缓冲单元和带缓冲单元的两类,文中讨论了无缓冲单元的MIC电路拓扑的生成方法.首先给出构成无缓冲单元的MIC电路拓扑的基本单元,提出生成MIC时基本单元之间的组合级联规则,由此推导出一系列无缓冲单元的MIC电路拓扑.     

应用于超导储能的双向DC/DC变换器的设计

以超导在电力系统中的应用为背景,超导储能方式具有更有效地提高电力系统稳定性和动态稳定性的优点,以满足超导储能应用的需要为目的,针对性地提出了一种新型应用于超导储能的隔离式的双向DC/DC变换器的电路拓扑结构。针对超导储能线圈的储能特性,设计了独特的双向充放电工作电路,有效保证了能量的双向流动,结合移相PWM技术,能够完全实现超导线圈的充放电功能。同时该变换器具有大功率、大电流、控制简单和全数字化等特点。该文详细地介绍和分析了主电路结构、工作原理和控制方法。根据上述理论设计出了相应的试验装置,并给出了实验结果,验证了应用于超导储能的双向DC/DC变换器的正确性。     

新型开关磁阻电动机功率变换器的研究与设计

通过对两种常用的四相开关磁阻电动机（SR）功率变换器主电路的分析,给出了新型功率变换器主电路。结合5．5kW四相SR电机调速系统的研制实践,通过增加DC／DC变换器提高放电电压加速绕组放电、改善电流波形、提高输出功率。最后给出实验结果。     

带缓冲单元的多输入直流变换器电路拓扑

在采用两个甚至多个输入源的新能源联合供电系统中,用单个多输入直流变换器(MIC)代替原有的多个单输入直流变换器,可以简化电路结构、降低系统成本。MIC可分为无缓冲单元和带缓冲单元两类。带缓冲单元的MIC是由脉冲电源单元、缓冲单元和输出滤波器构成。文中详细介绍带缓冲单元MIC电路拓扑的生成方法,首先介绍缓冲单元的概念以及具体电路结构;给出脉冲电源单元与缓冲单元的级联规则;最后,推导出一系列带缓冲单元的MIC电路拓扑。     

基于GaN器件大功率双向DC/DC变换器的设计与仿真

介绍了一种新的高功率双向隔离式DC/DC变换器作为高功率转换系统的主要电路.DC/DC变换器使用基于氮化镓(GaN)的功率开关器件.对10 kW GaN大功率DC/DC变换器的拓扑结构进行了优化、参数化和分析,并通过仿真和实验验证了其有效性.它由使用新型的GaN晶体管组成的两个单相全桥电路、两个输入/输出电感和一个高频...     

光伏并网系统能量双向流动控制策略研究

基于传统的前级Boost后级全桥的并网逆变器结构,提出了一种新的控制策略,利用全桥作为双向AC/DC变换器,以直流母线电压外环输出作为系统能量管理的依据,实现光伏并网系统能量双向流动,为直流负载提供电能.通过改进传统的扰动观察法,实现局部阴影条件下最大功率点跟踪,提高能量利用率.最后通过仿真验证了所提出的控制策略的正确...