双向隔离型AC-DC矩阵变换器的软开关复合调制策略

针对双向隔离型AC-DC矩阵变换器,文中提出一种软开关复合调制策略,其中,前级3-1矩阵式变换电路采用对称双线电压调制法,以提高电压传输比;后级全桥电路采用互补控制,简单易实现;前后级电路之间进行移相控制。通过协调安排前后级脉冲宽度分布,使得矩阵变换器中的双向开关在采用简单的两步换流时,可保证全部开关器件实现零电压开关(zero voltage switching,ZVS)换流。仿真和实验结果表明,网侧电流三相平衡正弦,相电流谐波畸变率小于3%,功率因数接近于1,输出电压和电流为稳定直流,电压电流纹波小,变换器中的双向开关和普通开关器件均能实现ZVS换流。在宽负载范围(10%～100%)内效率均保持在94.5%以上,最高效率可达97.74%。因此,采用提出的调制策略可实现双向隔离型AC-DC矩阵变换器功率的稳定传输,在保证良好的输入输出性能的同时,实现了开关器件的零电压换流,具有高效率。     

矩阵变换器的几项关键技术

具有矩阵型的电路拓扑结构的矩阵变换器以其输出频率调节范围大，输出电压与输入功率因数可调而成为交－交变频器的新的研究热点。本文在矩阵变换器的几个关键技术作一介绍。主要包括主回路的拓扑结构，开关器件、开关器件、调制策略，保护电路以及研究现状和发展趋势。     

矩阵式隔离型双向AC-DC变换器控制策略

针对矩阵式隔离型双向AC-DC变换器,提出一种控制策略,即前级矩阵变换电路和后级全桥电路的调制策略以及矩阵变换器双向开关的换流方法。其中,前级矩阵变换电路的调制基于双线电压调制思路,对扇区进行重新划分,调整和优化开关状态选择,以满足简化换流需求,后级全桥电路根据前级矩阵变换电路的调制策略,配合前级调节脉冲宽度进行协调控制,双向开关换流采用基于交流电压相对大小的两步换流方法。仿真和实验结果表明,在整流和逆变模式下,矩阵式隔离型双向AC-DC变换器均能保证网侧电流正弦,功率因数接近于1,输出电压电流可以保持恒定。由此证明,提出的控制策略,可实现变换器能量双向变换,且输入输出性能优良。     

矩阵变换器电路拓扑结构研究综述

矩阵变换器作为一种新型的电力变换装置,具有诸多的优良性能,越来越引起人们的关注。但最初提出的单级矩阵变换器存在开关器件数目多、换流过程复杂等缺点,为了解决这些问题,提高矩阵变换器的性能,国内外学者一直对其电路拓扑结构进行研究和改进。对各种矩阵变换器的电路拓扑结构进行了概述与对比,重点对双级矩阵变换器、稀疏矩阵变换器和高频链矩阵变换器进行了描述。     

电力电子变换器的开关布尔矩阵及潜电路分析

针对现有电力电子变换器潜电路分析方法存在的不足,提出了基于开关布尔矩阵分析电力电子变换器潜电路的统一方法.根据电力电子变换器的开关状态,建立变换器的开关布尔矩阵,通过布尔运算消去全开关布尔矩阵中的正常工作模态开关向量以及无效开关向量,得到变换器的潜开关布尔矩阵,进而辨识出变换器中存在的潜在开关路径和潜电路模态.以Mat...     

基于PARK变换下的矩阵变换器分析

简要介绍PARK变换原理,在此基础上通过PARK变换将矩阵变换器开关和功率器件等效为不含开关元件的理想RLC电路模型,运用电路分析理论分析了矩阵变换器的功率因数、电压增益、瞬时功率等特性,最后利用MATLAB对功率因数、电压增益、输入电流与电压传输比的关系进行仿真。     

对偶性原理在直流-直流开关变换器中的应用

本文研究在直流-直流开关变换器电路中对偶原理的具体应用问题。这种电路的每一支路中的元件,除一般电路元件外,还可能包括功率开关晶体管、二极管或隔离变压器的一个绕组。本文以SEPIC开关变换器和多路输出反激开关变换器为例,说明了求直流隔离开关变换器对偶网络的规则和方法,且在对偶网络中仍保留直流隔离的特点。应用文中所述对偶原则和方法,可以直接得出任一开关变换器平面电路的对偶形式,包括准谐振式开关变换器在内,方法简单方便。     

多电平变换器开关管的光纤隔离驱动保护电路

为解决开关器件在多电平高压功率变换器的驱动和保护问题,提出了一种光纤隔离的驱动保护电路。该电路与传统的驱动电路相比,隔离电压高,用光传递驱动信号不受电路的电磁干扰。电路在开关管过流时能识别是否真过流并实现驱动脉冲的慢关断,提高了电路安全性。实验结果证明,该电路正确可行。     

新型交交变频器仿真模型的建立

探讨了一种新型交交变频器--以间接控制法为调制策略的矩阵变换器,并应用MATLAB仿真软件对其进行仿真建模.在开关方面,针对当前尚无双向开关器件的现状,仿真中采用了IGBT双向开关组合作为开关矩阵的开关单元,非常贴近实际.在控制策略部分,为了简化仿真过程,除了使用Matlab中提供的基本模块外,还使用了子系统和S函数.最后给出仿真结果,以验证矩阵变换器交交变频的正确性.     

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。     

New protection issues of a matrix converter: design considerationsfor adjustable-speed drives

Induction motors are traditionally controlled by standard pulsewidth modulation voltage-source inverters. An alternative is the matrix converter, which consists of nine bidirectional switches. This converter has benefits compared to a standard inverter, like sinusoidal input current and bidirectional power flow. The main disadvantage is the lack of a bidirectional switch, because such a switch may be done by two transistors and two diodes. An important topic is protection of the matrix converter, and this paper proposes two new protection circuits for matrix converters with a reduced number of components. The number of protection diodes is reduced by six. Design expressions of the protection circuit are calculated and validated by simulation. The standard protection circuit and the new circuits are demonstrated by simulation to have the same performance. Experimental results on an 8 kVA matrix converter show the design expressions are correct. It is concluded that it is possible to reduce the necessary power components in a matrix converter     

一种新颖的双桥矩阵变换器控制策略

矩阵变换器是一种AC/AC变换器,它具有正弦输入电流、正弦输出电压、能量双向流动及体积小的优点,但存在着控制方法复杂,开关器件和保护元器件太多的问题.近年来提出的双桥矩阵变换器具有矩阵变换器的优点,同时其控制方法更简单,所用开关元件数目更少.论述了双桥矩阵变换器的原理,讨论了变换器的PWM控制策略以及基于线电压符号的换流方法,提出了整流级、逆变级单独控制,整流级开关频率为10kHz、逆变级开关频率为2kHz的新颖双桥矩阵变换器方案,给出了仿真和实验结果.     

开关数量减少的单相矩阵式电力变换器的研究

介绍了一种基于矩阵式电力变换器拓扑结构的开关数量减少的单相交流调压变换器,该变换器具有能量传输可逆、动态响应快、输出电压宽范围线性可调等特点。分析了该变换器实现的理论依据,仿真验证了其可行性和优越性。     

具有输出短路保护功能的升压变换器研究

由于基本升压DC/DC变换器.不能通过关断其主开关来切断输入电源,因此不具备输出保护功能.通过在其输入端增加一个隔离开关和续流二极管,得到了一种改进的升压DC/DC变换器,当变换器输出出现短路故障时,通过启动输出短路保护电路使隔离开关关断,同时启动主开关导通,可彻底切断输入电源,使升压DC/DC变换器具备了输出短路保护功能.实验结果验证了该电路的正确性和可行性.     

Buck DC/DC变换器在星载开关电源中的应用

介绍了一款可用于星载开关电源的Buck DC/DC变换器。为满足星载开关电源的需要,相对于传统的BuckDC/DC变换器,该变换器在消浪涌电路、启动电路、驱动电路、过流保护电路的设计上做了一些改进,重点分析了其工作原理,并给出了相关设计公式。该变换器转换效率高,可广泛应用于星载开关电源。     

基于SG3525矿用直流变换器控制电路的设计

SG3525在使用时,传统模式使用额外的直流电源对SG3525供电。在矿用直流变换器控制电路的设计上,对传统模式进行改进,设计了SG3525辅助电源电路,使直流变换器具备了自启动功能。同时利用其软启动引脚设计了欠压和过流保护,并对电压调节器进行了设计,减小了直流变换器的输出电压纹波。实验证明该方案可靠、有效。     

基于LT3573隔离型反激式DC-DC开关电源的设计

目前,开关电源的应用日益普及,正朝着高效节能、安全环保、小型化、轻便化方向发展。本文基于LT3573,介绍其结构特点,并设计一种隔离犁反激式DC—DC变换器电路,进行仿真实验,验证其应用电路设计的合理性和可靠性。     

基于电流馈电推挽式变换拓扑的变换器电源设计

以提高变换器电源的效率和可靠性为目标,设计了基于电流馈电推挽式变换拓扑的变换器电源。为使变换器电源具备开关管以零电压开关方式通断、开关频率恒定等理想特性,采用电压型推挽全桥逆变器,设计属于电流馈电推挽式变换拓扑结构的变换器电源装置主回路。选择DSSK60-015A全波整流二极管作为变换器电源主回路硬件;通过反馈控制电路调控电压波动时控制端流变化;根据变压器电感、匝数、线径等特性设计变压器绕制结构,完成变换器电源变压过程;设计保护电路,保证电源可靠工作。实验结果表明,所设计的变换器电源的输出电压、电流误差范围均在2%内,开关管实现了零压开通,变换器电源功率因数均保持在0.96以上,且效率高达95%。     

单相电流源型高频链矩阵式PET及解结耦调制

提出一种单相电流源型AC/AC高频链矩阵式电力电子变压器PET（power electronic transformer）拓扑,通过采用高频变压器进行磁耦合及功率传递,使用电流源型电路拓扑实现输入输出的电压变换,其变压器原边采用LC滤波器及矩阵变换器结构,而副边采用矩阵变换器及CL滤波器结构。为使矩阵变换器双向开关合理工作,提出一种前级单极倍频正弦脉宽调制SPWM（sinusoidal pulse width modulation）与后级混合脉宽调制HPWM（hybrid pulse width modulation）相结合的解结耦调制策略,对前级双向开关管进行整体式驱动,对后级双向开关管进行分立式驱动。为了拓宽电力电子变压器的变换特性,对其调制策略进行了变压、变频验证。在对调制原理和主电路工作状态分析的基础上,仿真验证了所提拓扑和调制策略的有效性及可行性。     

五相双绕组感应发电机励磁控制系统硬件设计与实现

本文研究了一种五相双绕组感应发电机励磁控制系统的硬件设计与实现方法。该发电机的转子为笼型,其定子上有两套五相绕组:一套是控制绕组,接有励磁变换器;另一套是功率绕组,经整流输出直流电能。励磁变换器由以绝缘栅双极型晶体管(IGBT)模块为基础的主电路、驱动电路、数学信号处理电路、采样调理电路、保护电路等部分组成。励磁控制器向发电机提供所需的可变励磁无功,控制发电机励磁,从而实现对输出电压的控制。