集成故障阻断能力的DC/DC自耦变换器

高压大容量DC/DC变换器是多电压等级直流互联的关键设备，能够实现电压变换和直流侧故障隔离等功能。使DC/DC变换器具备直流故障阻断能力，减少对直流断路器的依赖，能够在很大程度上降低建设成本。为此，提出一种基于半桥型模块化多电平换流器串联的DC/DC自耦变换器拓扑。在功率正送和功率反送两种工况下，分析DC/DC变换器两侧分别发生直流双极短路故障后的故障响应，并提出对应的故障隔离策略。针对不同工况下的双极短路故障，在PSCAD/EMTDC平台上进行仿真。仿真结果表明所提出变换器具备双向阻断直流故障的能力，与其他类型的DC/DC自耦变换器的对比分析结果验证了所提出变换器的经济性。     

一种实用的多输出机车直流变换器的研制

针对目前机车大功率直流变换器结构复杂，容易发生故障等现象，设计了一种相对简单、可靠的中、大功率直流变换器。介绍了该多输出机车直流变换器的工作原理，阐述了主电路和保护电路新的设计方法，对调试中容易出现的问题进行了分析，并给出了解决方案。实际应用表明，该直流变换器运行可靠，效率高，具有良好的实用价值和推广意义。     

LLC串联谐振DC-DC变换器

本文介绍了一种LLC串联谐振直流－直流变换器。该变换器的主开关工作在零电压开通下，整流器工作在零电流关断，在宽输入电压范围的情况下，其转换效率能够优化设计在输入电压的高端。一个200V到400V输入， 54V/20A输出的直流－直流变换器验证了其宽输入电压范围的特征，在400V输入电压的条件下，变换器的效率达到了95.2%。     

0.005级高准确度交流电流—电压变换器

研制成功的两种0.005级交流电流——电压变换器,它们与1081型或7081型数字电压表以及稳定度为0.01%的稳流电源,组成0.015级交流电流表检定装置。可采用简便的直流比较法检定0.05级及以下各种精密级交流电流表。本文介绍了该变换器的原理、线路特点并进行了误差分析。     

光伏中压直流变换器串联系统控制策略研究

针对光伏中压直流变换器串联系统中光伏发电单元功率失配导致的变换器输出过电压及功率损失问题,分析了光伏直流变换器串联系统运行特性,推导了限电压控制下串联系统光伏功率损失与光伏发电单元功率不均衡度及变换器输出电压限幅值之间的关系;提出了改进型Boost全桥隔离功率模块拓扑及其调制策略,基于功率模块输入并联输出串联形成模块级联型直流变换器,通过占空比灵活调节,实现直流变换器宽输出电压范围运行,解决直流变换器调压能力不足导致的功率损失问题;针对光伏直流变换器串联系统复杂运行工况,提出了串联系统直流变换器自适应电压分段式控制策略,实现了串联系统直流变换器多模式自适应稳定运行。研制了3kV/80kW功率模块及20kV/500kW光伏中压直流变换器,基于3台直流变换器输出串联实现了光伏中压直流变换器串联升压并网系统实证应用,现场实验结果验证了所提直流变换器拓扑方案的可行性与控制策略的有效性。     

非隔离双向四端口直流变换器及其控制策略研究

针对多端直流输电系统中的潮流汇集、分配以及电压变换需求,提出了一种基于双向buck+boost变换器的非隔离双向四端口直流变换器。所提出的直流变换器只需经过DC-DC单级升降压变换,提高了变换器的效率和功率密度;相对于传统多端口变换器通过公共交流母线或公共直流母线连接的方案,该变换器无需采用母线电容和交流变压器,降低了变换器体积和成本,提高了系统可靠性;该变换器中任意一个输入到输出端口之间均构成一个双向buck+boost变换器单元,各个单元在功率回路不存在相互耦合,控制更易实现。在PSCAD/EMTDC平台中搭建了四端双极柔性直流输电系统仿真模型,对直流变换器潮流分配和电压变换功能进行了仿真分析,并研制了双极四端口直流变换器原理样机,进行了相应的动模实验验证。仿真和动模实验结果表明,该直流变换器能够有效实现直流潮流分配和电压变换功能。     

非隔离双向直流变换器反步滑模控制方法研究

由于直流电网中直流母线电压的变化对储能系统的运行有干扰,且储能系统采用双向直流变换器调控直流母线电压时会产生严重的非线性问题,导致母线电压不稳定。因此提出非隔离双向直流变换器反步滑模控制方法,构建非隔离双向四端口直流变换器拓扑结构。该变换器采用单向和双向两种工作模式,且采用互补PWM控制方法控制双向直流变换器工作流程,并通过反步滑模变换器结构控制器,确保非隔离双向直流变换器在确定性差、非线性和外围影响状况下的稳定运行。实验验证该方法有效实现了非隔离双向直流变换器反步滑模控制,确保直流母线电压保持稳定,且方法具有较高的鲁棒性。     

带倍流同步整流器的ZVS全桥直流变换器研究

本文介绍的全桥直流变换器，适合低压大电流应用场合，在各种负载条件下都能实现所有开关器件的ZVS、且能将全桥直流变换器的固有的占空比丢失降至最小，可有效地减小变换器的EMI和功率损耗。     

一种适用于高压大功率变换器的三电平直流变换器

(半桥)三电平变换器的优点是其开关管的电压应力为输入电压的一半，该文从另一个角度提出它的推导思路，从中提取出两种三电平开关单元。将(半桥)三电平变换器的推导思路推广到所有的直流变换器，提出了三电平变换器族系，该类变换器除了开关管电压应力为其原型变换器的一半以外，部分变换器还可以大大减小滤波器，提高变换器的动态响应。三电平变换器可以广泛应用于高输入电压/输出电压、中大功率的直流变换场合。     

Sepic三电平变换器

将三电平概念引入到Sepic直流变换器中，提出一种新的三电平直流变换器的拓扑——Sepic三电平变换器。该变换器中，开关管和二极管的电压应力降低了一半，同时滤波电感的值也大大减小。分析了该变换器的工作原理，讨论了滤波器的设计，对实际存在的开关管电压应力不均衡问题提出了解决方案，并进行了实验验证，给出了实验结果。     

两级式并网变换器级联稳定性及控制策略研究

直流微电网通过并网变换器与交流电网相连,实现功率的双向流动及直流母线电压的稳定,两级式并网变换器以其直流侧电压调节范围大、动态响应快等优点被用于低压直流微电网中。以母线电压为400 V的直流微电网为背景,研究两级式并网变换器的控制策略及其级联稳定性。提出以直流母线电压为控制信号的两级式并网变换器均流策略,实现直流微电网功率的自动平衡及并网变换器功率的双向流动。建立两级式并网变换器的小信号模型,设计控制器参数,并根据阻抗比判据分析了两级式变换器的级联稳定性。仿真和实验结果表明,所提出的控制策略能够跟踪直流母线电压的变化,平衡直流微电网功率,稳定直流母线电压,并实现并网变换器功率的双向控制,具有良好的动态响应。     

采用储能模型的直流变换器自抗扰控制

<正>直流变换器中储存的能量可以指示其运行状况,过量的储能具有潜在的风险,当发生扰动时有可能损坏变换器,因此储能必须被管理和控制。下面对直流——直流降压(Buck)变换器采用自抗扰控制的可行性进行探讨。1直流变换器直流变换器是将固定的直流电压变换成可变的直流电压,可被看作能量缓冲器。在工作期间,直流变换器从前端电源吸收能量,再将能量传送到负载,这一过程周而复始。储存能量是一个重要的参数,用于指示运行状况。当发     

能量因数及功率直流变换器建模

直流变换器的数学模型是自20世纪40年代以来伴随直流变换科技发展的历史性问题.传统数学模型成功描述了基础变换器,但无效于高阶复杂结构变换器.研究新方法对直流变换器建模势在必行.     

一种双向直流变换器优化控制策略

随着分布式新能源的不断发展,双向直流变换器在电池储能、分布式光伏发电领域应用越来越广泛。此处重点针对大功率双向直流变换器动态性能优化控制技术进行研究,提出一种提高动态性能的优化控制方法。最后通过搭建一套含双向直流变换器的储能系统平台,对所提出的双向直流变换器优化控制与常规PI控制进行对比实验,同时进行了双向直流变换器在储能系统各种应用模式下的性能测试。     

一种两级式隔离型双向DC/DC变换器的分析与设计

提出了一种两级式隔离型双向DC/DC变换器,该变换器包含一个闭环的前级DC/DC变换器和一个开环的后级LLC谐振变换器。当能量从低压直流母线传输到高压直流母线时,变换器等效为Boost变换器+全桥倍压LLC谐振变换器;当能量反方向流动时,变换器等效为半桥LLC谐振变换器+Buck变换器。通过分析变换器工作原理与设计要点,提出了以效率为目标的中间直流母线电压优化方法,并研制了1台12 V/336 V、1 kW的样机,其优化后的中间直流母线电压额定值为50 V。样机实验结果验证了所提变换器的良好工作性能。     

改进型零电压开关PWM三电平直流变换器

该文介绍了改进型零电压开关脉宽调制三电平直流变换器(ZVSPWMTL变换器)，该变换器是将传统的ZVSPWMTL变换器的变压器和谐振电感位置互换，使得变压器与滞后管相连。改进后的变换器箝位二极管在一个周期中只导通一次，同时零状态谐振电感电流较小，有利于提高变换器的效率，占空比丢失也减小。该文详细分析了该变换器的工作原理。为了防止变压器直流磁化，一般在变换器中加入隔直电容，该文分析了隔直电容与变压器或谐振电感串联时对电路工作的影响，确定一种最佳方案，并通过实验验证理论分析的正确性。     

全桥直流变压器/变换器ISOP组合式系统的研究

对于高压直流输电系统中的高压直流变换器,高电压是其设计难点之一,利用多模块串并联组合结构可解决高压问题。对于输入串联输出并联(input-series output-parallel, ISOP)组合式直流变换器,可采用两类模块即全桥直流变压器和全桥直流变换器的组合结构将高压直流电变换成低压直流电,供电给负载。不同于传统的ISOP组合变换器,其模块间采用开环与闭环相结合的方式,只需保证各个模块间的压差控制在一定的范围内,简化了整个变换器的控制方式。该文对两类模块的输出特性进行分析研究,给出该组合变换器的均压设计,搭建两台全桥直流变压器和一台全桥直流变换器ISOP的仿真模型及原理样机,通过仿真和实验进行验证。     

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。     

三电平直流变换器软开关技术的研究

分析和比较了三电平直流变换器各种软开关拓扑的工作原理和主要特点，并讨论了其研究应用现状和发展前景，对三电平直流变换器软件开关技术的研究方向提出了建议。     

模拟直流发电机特性的储能变换器控制策略

直流微电网的变换器均通过电力电子变换器接入直流母线,而电力电子变换器缺少惯性和阻尼作用,负载功率突变会引起变换器端口电压电流的振荡,给直流母线带来较大的冲击,影响微电网的稳定性。文中参考虚拟同步发电机在并网逆变器控制中的应用,提出了一种模拟直流发电机特性的储能变换器控制策略,使储能变换器具有直流发电机的端口特性,并建立小信号模型,利用阻抗比判据分析了其小信号稳定性。仿真和实验证明所提控制策略可以增强储能单元维持直流微电网内功率平衡的能力,提高直流微电网的供电质量。