DC/DC单管谐振式变换器在光伏电热水器中的应用

针对光伏电热水器DC/DC变换器存在磁芯利用率低、控制困难、成本高、可靠性低等问题,文章设计了一种单管谐振式DC/DC变换器,在建模、分析的基础上,提出了改变开关频率实现最大功率点跟踪(MPPT)的控制方法;对变换器主电路中器件的关键参数进行了设计,制作了实验样机,通过实验验证了所提出的单管谐振式DC/DC变换器供电的可行性。     

超级电容器储能系统中DC/DC变换器先进PID控制改进方法

针对超级电容器储能系统中的DC/DC变换器为高阶、非线性的系统,采用传统的PID控制难以应对负载、电压突变等复杂情况,提出了一种将Fletcher-Reeves共轭梯度法控制的BP神经网络控制器与PID相结合的先进PID控制改进方法,解决了DC/DC变换器传统控制算法中稳态误差大、控制响应时间长的问题。同时也建立了微网模型,并应用改进算法进行了仿真。仿真结果表明,所提出的改进方法能够有效地改善DC/DC变换器端电压的控制效果,使超级电容器储能系统能有效地平抑微网在并网状态下PCC点的功率波动。     

基于移相控制的双向DC/DC变换器改进占空比调制策略

文章在移相控制的基础上,介绍和分析了改进占空比调制策略的工作原理,提出了一种新型双向DC/DC变换器调制策略,同时改变某一桥臂上两个开关管的占空比来减小其工作时的功率回流现象。相比于传统单移相控制,该方法具有更小的电流应力和回流功率,扩大了传输功率的调节范围;相比于双移相控制,调节难度相对简单容易实现。最后通过仿真验证了改进占空比调制的可行性。     

大容量储能系统三电平双向DC/DC变换器的研制与仿真

设计了一种适用于大容量储能系统的三电平双向DC/DC变换器,其拓扑采用可承受大电压的高频隔离双半桥三电平结构。介绍了三电平双向DC/DC变换器的工作原理和开关器件应力情况,分析了在单移相调制策略下的工作特性以及功率特性和软开关条件,并设计了闭环控制系统。通过仿真实验表明,该变换器具有开关管电压应力小,适用于大电压大功率场合;开关管工作在高频软开关条件下,功率密度高;输出电压稳态无差等特点,可满足大容量储能系统的工作要求。     

多重化双向DC/DC变换器电流增广控制研究

针对光储分布式发电系统中多重化双向DC/DC变换器结构,提出一种基于输入-输出线性化的增广电流控制方法。首先建立双向DC/DC变换器仿射非线性模型并分析其内动态方程,确定以电感电流为输出的状态空间描述;然后利用非线性变换将输入-输出线性化并引入增广电流反馈机制,根据二阶经典控制系统,设计控制器参数。最后经数字仿真验证该文提出的控制方法可准确、快速、强鲁棒性地跟踪功率指令,消除稳态误差对电网和负荷的不良影响,多重化结构与错相调制有效减小电感电流以及储能充放电电流纹波。     

光伏发电系统的新型DC/DC变换器设计

针对传统全桥DC/DC变换器存在的硬开关损耗和因开关管开关特性不一致使变压器原边磁芯单向饱和问题,设计了一种用于光伏发电系统中的移相ZVS全桥DC/DC变换器,控制电路采用基于芯片UC3875的双环反馈方案,驱动电路由专用驱动集成芯片IR2110S构成.不仅实现了开关管的软开关控制、降低开关损耗、提高系统效率,还可解决偏磁问题,使变压器的磁通密度工作接近于饱和点.实验样机的研制验证了设计的可靠性.     

两级微型逆变器GaN DC/DC电路软开关特性和损耗分析

采用GaN FET正反激高增益DC/DC电路以实现微型逆变器高效率、高升压比、减小变压器体积的目标。首先介绍GaN FET器件的结构及其特性;其次分析正反激高增益DC/DC电路的工作原理及其软开关特性,并给出该拓扑理论损耗分析;最后搭建200 W GaN FET正反激高增益DC/DC电路的仿真及实验验证,理论和实验结果证明该拓扑适用于高效率的微型逆变器前级变换器。     

多输入双向DC-DC变换器在燃料电池系统的应用

针对一种应用于燃料电池电动汽车驱动系统的多输入三半桥双向DC-DC变换器,对燃料电池电动汽车系统的工作过程进行了描述,同时对多输入三半桥变换器的稳态特性和软开关条件进行了详细的理论分析。最后通过仿真和实验验证了多输入三半桥双向DC-DC变换器的性能。     

基于MPC的耦合电感飞跨电容双向DC/DC变换器功率均衡解耦控制策略

耦合电感功率变换器因耦合电感阻抗、电感值等参数差异易导致功率不均衡。针对耦合电感飞跨电容双向DC/DC变换器,提出一种基于模型预测控制（MPC）的功率均衡解耦控制策略。通过对变换器原理进行分析,建立基于电感电流解耦的数学模型,得到包括电感电流和飞跨电容电压等6个控制变量的解耦控制方法。在此基础上,提出基于MPC的功率均衡解耦控制策略。同时,为降低MPC算法的运算负荷,根据解耦控制模型重构模型预测价值函数,实现各控制变量独立动态寻优,使系统能在稳定控制输出电压及飞跨电容电压的同时,实现两相耦合电感的功率均衡控制。最后,通过理论分析及实验对所提策略进行有效验证。     

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。     

开关磁阻发电机他励模式下的简易功率变换器控制

针对不对称半桥功率变换器的主开关器件较多的缺点,提出开关磁阻发电机(SRG)他励模式下的简易功率变换器控制。给出并分析简易功率变换器的主电路结构,建立相应的SRG他励发电数学模型,分析能量转换和发电效率,与不对称半桥功率变换器相比,其每相只需一个主开关器件,降低了成本,能在SRG停转时对负载供电,且在一定条件下能提高发电效率。对基于简易功率变换器的SRG他励发电系统进行了仿真和实验,仿真和实验结果表明系统能够稳定运行,发电质量好,验证了该方法的可行性和简单性,具有一定工程应用价值。     

直流微电网系统的DC/DC变换器控制系统设计

全桥DC/DC变换器由于具有高功率密度、高效率、高变压比及电气隔离的特点,成为直流微电网系统中重要的电力电子接口。而移相全桥DC/DC变换器具有高阶时变非线性的特点,具体应用时较难建立其精确的数学模型,这影响了传统PID控制性能,因此设计了模糊自整定控制器。通过对峰值电流模式下变换器的小信号建模,在传统PI控制的基础上,给出了基于模糊理论的PI参数在线自整定方法。同时,利用Matlab仿真工具给出了模糊控制器的设计方法,并通过DSP对其进行软硬件实现。仿真和试验结果表明,模糊自整定控制与常规PI控制相比,提高了系统的抗扰动能力,改善了系统的动态性能,从而提高了整个微电网系统的可靠性。     

直流微网DC/DC变换器的虚拟直流电机控制策略研究

直流微网是小惯性系统,负荷频繁投切和新能源出力波动等因素都会影响母线电压的稳定。在直流微网系统中,往往通过储能单元维持系统功率平衡和母线电压稳定。针对储能端口双向DC/DC变换器,提出一种简化的虚拟直流电机控制方法,以增强系统的惯性和阻尼;建立虚拟直流电机控制的小信号模型,分析控制策略的稳定性和动态特性;对于动态响应初期母线电压的冲击性变化,提出输出电流前馈的小信号模型补偿方法,进一步平滑母线电压的动态过程;最后通过仿真分析验证了所提控制策略的正确性和有效性。     

基于能量平衡的模块化多电平变换器调制方法

基于模块化多电平变换器（modular multilevel converter, MMC）的DC/DC变换器因其模块化结构,容易实现低中高压之间的电压转换而广泛应用于直流配电网。该文研究了一种基于模块化多电平变换器的电隔离双向DC/DC变换器,根据DAB变换器的典型两电平电压波形,提出了一种基于能量平衡的模块化多电平变换器调制方法,可以在离散水平上产生适应的电压增益,并对MMC桥臂子模块电压平衡关系和能量平衡关系进行了理论分析,最后通过仿真方法验证了所提出的基于能量平衡的模块化多电平变换器调制方法的性能要优于经典能量平衡策略。     

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。     

考虑储能优化的直流微电网协调控制研究

文章提出一种基于移相控制双半桥变换器的独立直流微电网协调控制策略。该策略以稳定母线电压和平衡系统有功功率供需为主要目标,根据母线电压波动改变移相角控制储能电池功率,确保独立直流微电网稳定可靠运行。采用双半桥变换器可实现储能电池电气隔离,移相控制可提高双半桥变换器升压比,进而提高储能系统的安全性。利用Matlab/PSIM联合仿真平台搭建独立直流微电网模型进行分析,仿真结果表明该协调控制策略可稳定储能电池输出功率,扰动发生时电压波动小、响应速度快,有效提高了系统可靠性。     

单开关控制风光互补发电系统的控制策略研究

传统风光互补发电系统大多采用两个DC/DC变换器或者将风力发电机得到的交流电整流后与太阳能电池板并联作为DC/DC变换器的输入,本文提出了一个新型风光互补发电系统,采用太阳能电池板输出与风力发电机整流输出串联的方式,通过一个Buck/Boost电路向蓄电池充电。通过MATLAB仿真分析,提出了扫描法与扰动观察法(PO,Perturbation and observation method)相结合的MPPT控制方法,结合蓄电池充放电工作特点,采用了恒压与恒流综合控制的充电策略,实验结果验证了该方法的有效性。     

家用单相锂电池储能系统研究

对基于锂电池的家用5 kW单相储能系统进行了设计,建立了基于双向半桥DC/DC变换器和双向DC/AC PWM变流器的功率转换系统,设计了基于虚拟移相技术的有功无功解耦控制算法,实现了储能系统的四象限运行。仿真结果表明,该控制系统除可对锂电池充放电之外,还可以提供无功补偿,同时电流谐波较小。     

新型燃料电池汽车用交错式结构DC/DC系统研究

为解决电动汽车中氢燃料电池输出纹波大的问题,提出了将交错式直流电压(DC/DC)变换器引入氢燃料电池汽车动力系统的改进方案.以三相交错式Boost变换器为基础拓扑,在输入端加入滤波电感和π型缓冲电路,构造了综合考量的燃料电池输出和DC/DC变换器输入的新型交错式DC/DC变换器结构.结合输入输出双重控制策略,搭建了新型...     

基于Cuk电路的新型无桥PFC变换器研究

传统Cuk PFC变换器在低电压输入时效率低、损耗大。文章对一种无桥Cuk PFC变换器进行研究,该变换器保留传统变换器的优点,但具有更高的效率和功率因数。以无桥Cuk PFC变换器的断续导电模式(DCM)为例,分析了变换器的工作原理及其各参数设计。通过Matlab仿真对传统Cuk PFC变换器和无桥Cuk PFC变换器进行了对比,验证了无桥Cuk PFC变换器工作的正确性和有效性。