LCL型导抗变换器的特征分析

本文从LCL型导抗变换器的传递参数矩阵T出发，给出了谐振时系统的输入输出特征式，详尽分析了电源频率和元件参数变化对系统的影响。通过理论分析和MATLAB建模，总结出系统的效率计算式以及在不同负载、不同频率下的输出电流曲线和效率曲线。仿真与分析结果表明，LCL型导抗变换器具有良好的输出恒流特性，系统鲁棒性较好，能量转换过程中最大效率为98.02%。     

一种基于导抗变换器理论的光伏并网逆变器的研究

详细分析了导抗变换器的基本理论,对比分析了各种用于新能源发电的高频链周波变换器的结构及控制策略,结合导抗变换器的恒流特性和高频链逆变技术,应用于光伏并网发电系统中。由于导抗变换器仅输出、输入电压成正比的电流,故输出电流不受电网电压的影响。负载电压变化时,系统无需电流负反馈环节也可实现馈入电网电流功率因数近似为1,不仅提高了系统输出电流的稳定性,降低了电流波形的谐波含量,同时也实现了装置小型化。最后,仿真结果证明了该方案的可行性。     

一种电流型并网逆变器的拓扑和控制方法

提出一种基于导抗变换器的单相和三相电流型并网逆变器主电路拓扑结构及三角波-三角波脉冲宽度调制模式,详细分析了该主电路的工作原理及控制策略,推导了导抗变换器及三角波-三角波调制模式的输出特性,仿真和实验结果验证了本方案的正确性.由于本逆变器采用高频电感和高频变压器替代了传统电流型逆变器中的工频电感和工频变压器,具有控制简单,成本低,体积小,效率高等优点,并网电流不受电网电压影响,可以实现高功率因数电流源并网逆变.提出的三相并网逆变方案,相比于传统三相并网逆变器,具有系统冗余性好,抗电网波动能力强等优点.     

基于导抗变换原理光伏并网逆变器的研究

详细分析了导抗变换器基本理论，结合导抗变换器的恒流特性及高频逆变技术，提出了一种可应用于光伏并网发电系统中的三相恒流源逆变器。采用导抗变换器的光伏并网逆变器，从电网侧看基本上是一个电流源，系统无需电流反馈就可以实现并网电流功率因数近似为1，且馈入电网电流不受电网电压影响，不仅简化了控制算法，也提高了并网电流的功率因数，同时也实现了装置小型化。最后，仿真结果证明了该系统的可行性。     

一种基于自适应模糊PID控制的移动电源设计

针对宽输入范围的稳压移动电源采用了四开关Buck-Boost变换器作为前端DC-DC变换器。对四开关Buck-Boost变换器的电路和它的两种控制方式进行了分析。通过比较得出了两模式控制方式比传统单模式方式具有更小的电感电流波动和更高的转换效率。针对传统的PI调节控制的不足,以其降压模式为例提出了一种新的基于参数整定的自适应模糊PI控制。通过仿真实验验证新的控制方法有超调小、响应快、抵御外界扰动能力强,稳态误差小的优点。通过这些手段保证了移动稳压电源的高效率和高性能。     

基于导抗网络的电压型隔离双向DC/DC变换器

根据导抗网络的基本特性,提出一种新型双向直流变换器(bidirectional DC/DC converter,BDC)。分析了所提双向变换器在boost模式和buck模式下电路的工作模态。由导抗网络的基本特性可知,在任意的工作模式下,都可保证变换器中全桥变换器交流侧的功率因数为1,可使回流功率为零以提高系统效率。分析了双向变换器中的物理量关系,给出了变换器中变压器、导抗网络参数优化设计的规则,提出了双向变换器的信号调制策略及相应控制策略。实验结果表明所提BDC性能优良。     

一种新型光伏并网逆变器控制策略

分析了导抗变换器的特性，详细推导了整个系统各点电压、电流，提出一种新颖的三角波-三角波调制方法，该控制策略克服了采用传统正弦波-三角波调制方法带来的并网电流谐波含量高、功率因数低的弊端。将导抗变换器和光伏并网逆变系统有机结合在一起，利用导抗变换器的电压源-电流源变换特性，将光伏电池阵列的直流电压变换为正弦包络线的高频电流，经过高频变压器隔离和电流等级变换，得到的高频电流再经过高频整流桥及工频逆变器逆变后并入电网，实现了电流源并网。相对传统的电流源型并网发电系统，采用该方法不仅省去了串联电感，而且用高频变压器取代了工频变压器，有利于实现装置小型化和降低成本。另外，利用电网电压过零信号控制工频逆变器，保证了并网电流和电网电压同步，进一步提高系统功率因数，实现正弦电流并网。通过实验证明了该控制策略的可行性，该方法非常适合分散式家用光伏并网发电系统。     

一种新型三相电流型逆变器的研究

提出了一种基于导抗变换器的新型三相电流型逆变器,并对其控制策略作了理论分析、仿真和实验研究.本系统利用导抗变换器的电压源-电流源变换特性,将输入直流电压变换为高频正弦电流,经高频变压器隔离及电流等级变换后进行裂相调制,输出为三相正弦电流.相比于传统的电流型逆变器,采用此方法不仅省去了直流侧电抗器,而且采用高频变压器替代了工频变压器,减小了隔离变压器及输出滤波器的体积,有利于装置的小型化和降低成本.仿真和实验结果证明了该方案的可行性及有效性.     

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。     

半桥LLC谐振变换器参数优化设计

针对半桥LLC谐振变换器工作原理分析复杂、参数设计直观性较差等问题,根据谐振电流、励磁电流的变化关系,简化了半桥LLC谐振变换器工作原理的分析。由变换器的等效电路模型分析了其电压增益、阻抗特性,并通过相应的电压增益曲线、阻抗特性曲线直观地分析了各参数间相互关系,给出了参数的优化设计步骤。最后设计了180W/24V驱动电源,仿真及实验结果均达到预期效果。     

低输入电流纹波大升压比差动Boost型逆变器研究

为减少功率变换级数以及低频纹波对输入直流电源的影响,具有大升压能力和低输入纹波的单相逆变器具有重要的研究意义。深入研究了大升压比差动Boost逆变器电路拓扑、纹波抑制策略、电流纹波回路、输入电流反馈和输出电压复合控制策略。在传统波形控制基础上,通过输入电流反馈在输出滤波电容上叠加低频偶次电压,进一步减小输入电流中相应偶次谐波分量,使逆变器输出侧低频脉动功率在输出滤波电容与负载之间传递,阻断其向输入源传递;采用前馈与比例积分控制策略提高输出电压质量和输入电流质量。不同负载下的实验结果验证了此变换器的可行性。     

特高压气体绝缘组合开关设备中特快速瞬态过电压测量系统的标定

气体绝缘组合开关设备(gas insulated switchgear,GIS)中隔离开关操作会产生特快速瞬态过电压(very fast transient overvoltage,VFTO)。VFTO的全波形包含数十MHz的高频成分和准直流的低频成分。因此,VF-TO测量系统要有良好的瞬态响应和稳态响应特性,这就要求对测量系统的频率响应特性和分压比进行严格的标定。为此,利用阶跃波在均匀传输线中传输的原理,自行设计了阶跃电压行波发生装置,根据电容分压式测量系统输入和输出信号的关系,推导了在输入为理想阶跃信号的情况下,输出信号上升时间和测量系统3dB高频截止频率的关系,标定了测量系统的高频特性。根据测量系统低压臂时间常数和3dB低频截止频率的关系,标定了低频特性,测量系统带宽为0.003Hz～87.5MHz。对安装于实际GIS中的测量系统,使用已知幅值的工频和雷电波标定测量系统的分压比为6.6×105。可见,该测量系统满足对VFTO全过程波形进行测量的要求。     

介质阻挡放电负载调功原理分析

利用电路谐振产生高频高幅值的正弦波电压的介质阻挡放电电源,通过调整电源的逆变电路的直流输入电压,同时逆变电路开关频率跟踪电路谐振频率,可以实现介质阻挡放电负载功率的近似线性调整。研究表明,随着逆变器直流输入电压的增加,负载放电电流逐渐增大,负载功率逐渐接近于给定直流电压下的电源输出的最大功率,负载功率因数逐渐增大,逆变器输出因数逐渐接近于1,电源效率逐渐增加。     

一种谐振升压式开关电容变换器的改进

分析了一种谐振升压式开关电容直流变换器存在的问题,提出了改进方法,即输出采用电感恒流方式,输入和输出增加了EMI滤波,从而降低了输出纹波,提高了变换效率,改善了负载特性.在此分析了电路工作波形图,用RLC电路响应规律、等能量和等电荷方法,解出输出电压、变换效率和充电平均电流,这种改进的谐振型变换器在较大范围内可通过调频...     

电压源高频交流环节AC/AC变换器原理研究

首次提出了电压源高频交流环节AC/AC变换器电路拓扑族 ,这类电路拓扑由输入周波变换器、高频变压器、输出周波变换器构成。分析研究了这类变换器稳态原理与移相控制策略 ,绘出了变换器的外特性曲线。这类变换器具有电路拓扑简洁、两级功率变换 (LFAC/HFAC/LFAC)、双向功率流、高频电气隔离、网侧电流波形可得到改善、负载适应能力强等优点。PSPICE仿真波形充分证实了这类变换器的正确性和先进性。     

具有最小电流峰值的电容滤波高频高压并联谐振变流器

建立了一种具有最小电流峰值的电容输出滤波高频高压并联谐振变流器分析设计方法.在保证电路等效输出电压与输入电压相等的条件下,输入电流波形接近矩形波,从而电路具有最小的电流峰值.本文在对电容输出滤波并联谐振电路工作原理分析的基础上,对电路不同工作模态进行了数学描述,并经过进一步分析推导了反映系统特性的表达式和曲线,可用于指导电路参数的设计和系统特性的分析研究.构建了一台24kV/10kW输出的实验样机进行了实验验证,结果表明在现有参数条件下电路具有最小的电流峰值,并且可以通过调整占空比实现全负载范围内的定频稳压功能.     

基于独立光伏系统的三相三电平逆变器

为给二级能量变换结构的光伏电厂提供高效后级逆变器,设计和实现了一台12 kVA逆变器。主电路采用中点位式三电平结构,以IGBT作为主开关器件,以重复控制与瞬时值反馈控制相结合的控制策略产生SPWM波,利用重复控制抑制非线形负载下的电压畸变,利用瞬时值反馈控制改善系统的动态响应过程,输出级采用LC滤波器减少输出电压u的谐波及du/dt,采用软硬件相结合的限流保护方法。装置实验表明,这种逆变器效率和输出波形质量高。     

基于OPA454的新型高压级联放大器优化设计

为获取频率可调的高线性度电压信号,提出基于OPA454的高压级联线性放大器的优化设计方案。首先,设计高压级联放大器的主电路、隔离电路和级联放大电路;然后,分析此线性放大器的负反馈特性和容性负载特性,保证输出电压信号的高线性度和带容性负载能力;最后,搭建两级级联放大电路模型,时域下测试输入电压频率分别为0.001 Hz、1.0 Hz、1.0 kHz、10 kHz时放大器的输入输出波形,在频域下对比一级电压放大电路和两级电压放大电路的频率响应曲线。结果表明:设计的新型线性放大器输出的电压波形可对输入电压线性放大40 n倍,并达到较高的线性度和低波形失真率,满足可调频率下电压准确放大的要求。     

VVVF on-line control of matrix converters

A matrix converter does not have any energy storage components, so it is smaller than a converter-inverter system with same KVA. Although a matrix converter requires 18 switching devices instead of 12, each device capacity is 0.383 times with a total capacity of 0.575 times that of the converter-inverter system. For the matrix converter, we proposed a firing sequence which eliminated voltage and current spikes in switching operations and a control method I which generated the output voltage of 0.866 times the supply voltage. Moreover, we proposed control method II which improved the waveform distortion of the input current and realized unity input power factor. In this paper, we propose a new VVVF gate circuit based on control method II for matrix converter, which can on-line control input current waveform and output voltage waveform to sinusoidal even if there is fluctuation, asymmetry, and/or harmonics in the supply voltage. We also confirm by experiments that the waveform distortion of the input current and the input power factor were greatly improved. © 1997 Scripta Technica, Inc. Electr Eng Jpn, 119(2): 81–90, 1997     

输出功率300W的12V-220V DC-DC变换器的实现

鉴于推挽逆变-全桥整流的DC-DC变换器具有磁芯利用率高、高效节能等优点,非常适合用来设计车载直流电源。详细分析和设计了一种额定输出功率300W的12V-220V DC-DC变换器,包括推挽升压工作原理、变压器初级无源无损吸收电路设计、高频开关变压器设计和基于CA3524的模拟控制电路设计,最后进行实验测试,给出了实测波形和不同输入电压和不同输出功率条件下整机效率曲线,总结出一些规律,并给予解释。实验结果表明,推挽逆变-全桥整流的DC-DC变换器各项指标良好,在输入端为低电压大电流场合具有明显优势,如车载电源。