串联谐振型三相双有源桥变换器损耗分析

以基于变压器星-角连接的串联谐振型三相双有源桥DC-DC变换器为研究对象.首先,对其工作原理进行详细分析,并推导电感电流、功率表达式,以及软开关条件;其次,将变压器副边电路折算至原边,使谐振变换器的电路模型得到大大简化,并以此为基础进行电路参数选择和硬件设计;然后,通过对变压器、电感、开关管的功率损耗进行分析,建立串联...     

一种谐振型双半桥+全桥三端口DC-DC变换器

提出一种谐振型双半桥+全桥三端口DC-DC变换器,各端口间均可实现功率双向流动。首先,分析该三端口DC-DC变换器的工作原理;其次,建立变换器稳态模型并分析功率传输特性和软开关特性;然后,对端口间功率耦合原因进行分析并提出硬件解耦方法;最后,通过磁集成降低磁元件数量,并通过仿真和样机实验验证所提三端口变换器硬件解耦的可行性以及磁设计和控制方案的正确性。     

基于中心抽头变压器的双有源桥双向直流变换器

通过在传统双有源桥的变压器副边增加一个中心抽头并连接一个电容桥臂,提出一种改进的双有源桥双向隔离变换器,其可在宽增益范围和负载情况下实现所有功率开关管的ZVS软开关。通过调节副边全桥的桥内移相角,动态补偿实现软开关所需要的反向电流,可使所有开关管实现完全的ZVS软开通。首先分析变换器的工作原理,根据3个控制量之间的关系划分为6种工作模式。推导该变换器在不同工作模式下传输功率与控制量的关系式,详细分析软开关条件,筛选出各模式下ZVS软开关条件最差的开关管,并提出一种有效的控制方案。最后通过一台1 kW的实验样机进行实验验证。     

基于最优效率的双有源桥变换器参数设计优化方法

V2G作为一种新的分布式储能模式,能够有效参与电网的负荷平抑、峰谷调节,位置灵活且易于产生巨大的经济效益。双有源桥变换器是V2G中重要的组成部分,具有良好的电气隔离、电能变换能力。然而,在V2G这种功率双向、输出电压范围宽、恒功范围宽的工作场合,双有源桥变换器的设计成为了一大难题。提出一种基于最优效率的双有源桥变换器参数设计优化方法,能够综合频率、器件、功率、磁性器件、控制方法、输出电压范围、输入输出电压匹配关系等优化参数,设计出最优效率的双有源桥变换器。     

基于LQR的三有源桥变换器控制

针对三有源桥变换器解耦控制中工况远离稳态点解耦矩阵变化时控制性能较差的问题,提出一种基于线性二次型调节器（LQR）的三有源桥变换器控制方法。通过电路等效变换和端口功率传输方程建立状态空间模型,进一步设计基于状态反馈的LQR控制方法,在实现功率潮流控制的同时保持端口电压的稳定,通过仿真控制验证所提出方法的控制性能,对比传统PI解耦控制,在工况变化时,该控制方法具有更好的动态性能。     

三端口LLC谐振型变换器研究

为解决多个变换器引起的能量损耗问题,提出一种三端口LLC谐振型结构的变换器,可实现同时向负载端和储能端供能.建立基波近似(FHA)模型,分析变换器的增益特性.传统的脉冲宽度调制(PWM)策略无法实现宽范围零电压开关(ZVS)技术,现有的脉冲频率调制(PFM)控制策略需要复杂的建模过程.研究中设计了改进的PWM-PFM混...     

双串联谐振双向三端口DC/DC变换器选频解耦控制研究

针对双串联谐振双向三端口DC/DC变换器,提出一种可抑制寄生漏感影响的选频解耦控制方案。通过分析输出绕组漏感对两输入端口耦合关系的影响,选择特定开关频率和谐振频率比值,抑制两输入端口之间的功率耦合关系,实现对多输入端口功率解耦控制的目的。分析解耦系统的稳态工作模式,确定变换器不同工作模式下各端口功率特性,并采用移相控制策略实现恒压输出及各端口功率的自动平衡调节。仿真和实验结果验证了上述理论的正确性和控制方案的可行性。     

基于二次调压的串-并型双有源桥变换器模块化均压控制策略

为实现在宽输入电压下串-并型双有源桥(ISOP-DAB)变换器模块化均压控制,在无互联均压控制策略的基础上,提出一种基于二次调压的串-并型双有源桥变换器模块化均压控制策略.所提控制策略通过周期性通信二次调节无互联均压控制中每个模块的均压指令值,在保证系统的可靠性与可拓展性的基础上,实现了宽输入电压下ISOP-DAB的输...     

非隔离型PWM变换器的无源软开关技术

高频PWM变换器由于具有电路拓扑简单,体积小,控制简便,效率高等优点而广泛应用.但是,开关工作频率的提高也带来了开关损耗过大,电应力过高以及EMI严重等硬开关缺陷问题,为此促使了软开关技术的产生、应用与发展.……     

双有源桥DC-DC变换器H∞混合灵敏度控制及优化

以双有源桥DC-DC变换器（DAB）为研究对象,针对交直流微网中因可再生能源的波动性和随机性、测量误差、运行工况变化等原因所导致的参数摄动问题,提出基于差分进化算法（DE）优化的H_∞混合灵敏度鲁棒控制（H_∞-MSC）策略。通过选取合适的加权函数对系统不同频段特性进行规划,得到理想的动态性能及鲁棒性能,并针对加权函数难以选取的缺点,采用DE算法对选择过程进行优化,通过迭代寻优匹配最佳控制器参数,改进H_∞-MSC算法。最后,通过半实物实验对比例积分（PI）单移相控制算法和DE-H_∞-MSC算法进行对比分析。研究结果表明,DE-H_∞-MSC算法能有效增强DAB系统的动态性能和鲁棒性能,可提高微电网系统运行的稳定性。     

一种新型软开关功率因数校正变换器

提出了一种新型软开关功率因数校正变换器拓扑结构,分析了工作原理与主要工作波形,通过在传统Boost PFC变换器中加入辅助电路,实现了主开关与辅助开关的软开通和软关断,并分析了软开关条件与占空比,给出了辅助谐振电路的设计,基于选取的参数对主电路进行了仿真分析研究,验证了电路分析的正确性和可行性.     

基于开关电容的双输入直流变换器

提出基于开关电容的双输入直流变换器拓扑。当可再生能源正常发电时,输入源串联供电,系统具有较高的可再生能源利用率;当可再生能源不能发电时,后备电源与可再生能源端口处的电容联合供电,可提高系统的容错性和灵活性。该拓扑利用开关电容升压,减小后备电源的额定电压等级,改善系统的动态性能,简化磁设计。基于变换器的工作原理及能量管理控制方案,分析开关电容的充放电特性并进行了充电损耗计算。实验结果验证拓扑的可行性及其控制方案的正确性。     

准Z源软开关高增益DC-DC变换器

为使光伏系统能够稳定地输出逆变器母线所需高压直流电，需使用高增益DC-DC变换器来实现光伏组件电压等级提升，基于此设计一款准Z源软开关高增益DC-DC变换器应用于光伏系统中。在准Z源框架基础上使用有源开关管替换二极管并嵌入耦合电感和开关电容模块，可实现软开关、高电压增益以及高效率。介绍该变换器的工作原理，分析稳态下性能表现，并与同类型变换器进行比较，结合变换器的建模仿真及样机实验，验证理论分析的正确性。     

基于ZVS全桥软开关技术的充电器的研究

针对开关电源体积大、充电效率低、损耗高及控制复杂等缺点,设计了一种基于ZVS(Zero Voltage Switch,零电压开关)全桥软开关技术的充电器。文章提出了一种高频功率拓扑ZVS移相全桥软开关电路的方法,减小了开关管的开关损耗,并使整个电路的效率得到提升。通过Saber仿真软件对其进行仿真验证,仿真结果合乎设计要求,并设计样机加以验证。     

基于开关电容的高增益双输入变换器

该文提出一种基于开关电容的高增益双输入变换器,同时具有单输入源供电和双输入源供电模式,开关电容的引入,使变换器具有电压增益高、功率器件电压应力低的优点。2个输入源间采用功率器件连接,使得变换器在单输入模式下采用交错导通控制,有效地减小了输入电流纹波,同时当d≥0.5时,2个电感可实现自动均流,降低控制难度。在双输入模式下,采用中心对称导通控制方式,相较于交错导通控制,工作状况得到简化。详细分析了变换器的工作原理及稳态性能,并提出能量管理方案,使变换器能够灵活地切换工作模式来应对新能源端口和负载功率的变化,提高系统供电可靠性。实验结果验证了变换器的可行性和能量管理方案的正确性。     

集成倍压电路的准Z源软开关变换器稳态研究

提出一种集成倍压电路的准Z源软开关DC-DC变换器（qZS-SCSS）。通过同步整流技术，将阻抗网络中的二极管替换为辅助开关管Sa，不仅可降低了被替换二极管的导通损耗，而且可提供主开关S的ZVS开关特性；二极管在ZVZCS环境下运行，能极大降低开关损耗和反向恢复损耗；同时通过钳位回路吸收耦合元件的漏感能量。变换器qZS-SCSS具有输入电流连续、能满足光伏发电系统电压增益要求、输入输出共地、电压增益高、效率高等优点。分析和推导变换器的工作模态、电压电流应力、效率损耗和与其他变换器的对比，最后搭建输出功率100 W样机验证理论分析的正确性。     

考虑智能软开关的有源配电网恢复力评估与提升

配电网作为供电的最后环节,其供电恢复速度和恢复负荷的比例影响着整个电力系统的恢复力水平,因此提升系统遭受极端自然灾害下的配电网供电恢复能力显得尤为重要。智能软开关（soft open point,SOP）是一种全控型电力电子器件,具有连续调节功率和提供无功电压支撑等优点,将会在配电系统正常运行和供电恢复中得到广泛应用。以配电网恢复力评估与提升为目标,首先,考虑故障后通过可控分布式电源和SOP恢复负荷供电,建立有源配电网负荷恢复模型;其次,提出将负荷恢复模型嵌入到时序蒙特卡洛模拟过程中的恢复力评估流程;最后,在修改的IEEE-33节点系统测试了算法的正确性和有效性,得到了SOP和其他恢复措施相比的不同之处,并分析了其与可控分布式电源联合作用下对配电网恢复力的提升作用。     

串联型光伏中压直流变换器及控制策略

为满足大型光伏电站串联型光伏中压直流变换器的高升压比和宽输入、输出电压的需求,文章提出了一种新型隔离型buck-boost直流变换电路作为模块拓扑,通过调节占空比,实现直流变换模块升压和降压模式灵活地切换,从而提高变换器的电压运行范围。与常规隔离型buck-boost电路相比,文章拓扑中只有低压侧电路含有可控开关管,简化了拓扑控制,使拓扑更适用于中压场合。文章分析了新型直流变换拓扑工作原理,并推导了不同工况下拓扑的电压增益,提出了适应不同运行工况的变换器控制策略。根据文章策略开发了3 kV/90 kW直流变换模块和20 kV/500 kW串联型光伏直流变换器,测试结果证明设备能够稳定运行。     

一种应用于光伏系统的软开关双向直流变换器

文章设计了带有源缓冲电路的软开关双向直流变换器,在光伏系统高压侧与低压侧能量交换的过程中,该变换器通过有源缓冲电路实现了其开关管的软开关,很好的解决了开关管寄生二极管的反向恢复问题。根据文章理论试制了一台200 W样机。由实验可知,变换器在boost,buck工作模式下均实现了其开关管的零电压开关,有效减少了变换器的开关损耗。与传统双向直流变换器相比,文章提出的软开关双向直流变换器在较大的负载范围内具有最优效率曲线,表现出良好的性能。     

双向LLC谐振型直流变换器设计与控制

针对直流配电网中连接超级电容的LLC谐振直流变换器,利用双向LLC直流变换器电压稳态增益,设计变换器谐振回路的参数。运用等效电路模型法对双向LLC直流变换器进行小信号建模,分析设计变换器的闭环PI控制器,据此控制超级电容的充放电功率,维持系统母线电压稳定。最后,对所设计的LLC直流变换器在Matlab/Simulink里进行仿真分析,并通过实验样机进行实验验证,通过仿真和实验结果证实了该文所采用的理论分析与设计方法的正确性和可靠性。