开关磁阻电机功率变换器主电路拓扑的研究

介绍了开关磁阻电机各种功率变换器的拓扑结构，并且对其基本结构特点和性能做了比较，为设计功率变换器提供了选择依据，各种不同的功率变换器适合不同的工作情况。文章还简单说明了设计功率变换器主要的要求和依据，以及如何选择主开关器件。     

轻型功率变换器拓扑结构及其控制技术综述

首先概述了一般意义的功率变换器类型和常规开关型功率变换器拓扑结构。在检索国内外大量文献的基础上,首次提出轻型功率变换器的概念,并总结了业已提出的轻型功率变换器结构和控制方法,即矩阵变换器、减小直流电容的单PWM功率变换器、减小直流电容的双PWM型功率变换器、无直流电容的单PWM型功率变换器、无直流电容的双PWM型功率变换器等5大类。把针对常规功率变换器改进而设计的各种拓扑结构及其控制技术统一起来,以理想功率变换器作为这类装置的研究目标,具有理论和应用指导意义。     

串联谐振型DAB变换器参数设计方案

串联谐振型双有源桥变换器(DBSRC)具有峰值效率高、开关损耗小的特点,因而被广泛应用于电力电子牵引变压器场合。针对DBSRC输出性能受参数影响较大的特点,提出一种基于开关频率、移相比及电路参数的选择方法。通过构建开关频率、移相比与输出功率的数学模型,依据计算对变换器的参数进行设计,寻找到变换器最大功率输出点。最后提高变换器整体效率。仿真和实验结果表明了所提参数选择的合理性,在合理选择变换器硬件参数后,DBSRC输出功率可进一步提升。     

开关磁阻电机功率变换器拓扑结构新技术

开关磁阻电机控制器中的功率拓扑电路结构不同与其他调速电机逆变器结构,其形式灵活多样,各具特点。本文在分析现有典型开关磁阻电机功率变换器结构特点的基础上,综述国内外开关磁阻电机新型驱动功率变换器拓扑电路形式,总结新型功率拓扑结构技术特点,并根据相关文献分析各种功率拓扑结构的优缺点。     

开关磁阻电动机功率变换器性能及可靠性比较

介绍了几种开关磁阻电动机功率变换器及其拓扑改进结构,给出了主电路的选用原则和依据。在三相12/8结构开关磁阻电动机基础上仿真对比分析了某些变换器对开关磁阻电动机相电流、转矩脉动、效率等性能的影响。最后建立了功率变换器的可靠性模型以及可靠性仿真对比分析。     

基于双极性功率变换器的开关磁阻电机DITC控制

开关磁阻电机一般采用不对称半桥功率变换器,相对于电压源型逆变器VSI系统成本较高。双极性变换器在标准VSI的基础上增加1个桥臂,使开关磁阻电机绕组的退磁和励磁的电压都能达到直流侧幅值,同时大大降低了系统成本。提出了基于双极性功率变换器开关磁阻电机直接瞬时转矩控制方法,给出了双极性变换器DITC控制不同开关状态选择依据,分析了不同工作状态下电流变化情况。最后对所提方法进行实验,验证了其有效性。     

开关磁阻电动机系统功率变换器的设计

主要讨论5.5kW开关磁阻电动机调速系统功率变换器的电路结构设计、主开关器件的选择和器件定额估算,并对主开关器件驱动电路进行设计。通过试验,验证设计依据和选型的正确性。     

牵引功率单元布局对支撑电容的影响研究

功率单元和支撑电容是牵引变流器设计中最核心的两个部件,功率单元结构布局的不同影响支撑电容的纹波电流,进而影响变流器的可靠性和使用寿命.此处研究了功率单元不同结构布局和应用特点,并对其对支撑电容纹波电流的影响进行理论分析,最后通过仿真和样机试验验证,提出最优功率单元结构布局,为功率单元结构选择和电容选型提供了设计依据.     

一种小功率开关磁阻电动机驱动系统设计

介绍一种采用IR2110驱动Power MOSFET来完成小功率开关磁阻电动机驱动系统的设计.在功率变换器中主电路选择不对称半桥结构,给出功率元件的选择方法.针对自举式IR2110集成驱动电路,详细介绍了驱动芯片的驱动原理和应用特点,同时给出了自举电容的选择和计算方法,并给出应用实例,最后给出辅助电源系统的设计方法.     

一种开关变换器统一能量守恒平均模型

针对不同开关变换器模型与拓扑结构密切相关,转换困难的问题,依据能量守恒平均原理,建立连续模式下隔离和非隔离buck、boost、buck-boost变换器统一直流和小信号模型,并给出开环传递函数。将变换器中寄生参数及储能电感折算到与输出电容串联的支路中,在考虑寄生参数影响的同时,减小变换器结构上的差异。所建立的模型可以通过拓扑因数的选择,方便的实现不同变换器模型的转换,有利于各种变换器的比较研究。该模型同样适用于含有同步整流结构的情况。仿真分析表明,模型能够准确描述变换器的频域特性,验证了理论推导的有效性。     

Multilevel converters-a new breed of power converters

Multilevel voltage source converters are emerging as a new breed of power converter options for high-power applications. The multilevel voltage source converters typically synthesize the staircase voltage wave from several levels of DC capacitor voltages. One of the major limitations of the multilevel converters is the voltage unbalance between different levels. The techniques to balance the voltage between different levels normally involve voltage clamping or capacitor charge control. There are several ways of implementing voltage balance in multilevel converters. Without considering the traditional magnetic coupled converters, this paper presents three recently developed multilevel voltage source converters: (1) diode-clamp, (2) flying-capacitors, and (3) cascaded-inverters with separate DC sources. The operating principle, features, constraints, and potential applications of these converters are discussed     

A Class of Quasi-Cuk DC/DC Converters: Steady-State Analysis and Design

In this paper, new topologies for quasi-Cuk converter are proposed. The proposed converters with different voltage and current transfer ratio and reduced voltage stress on capacitor can be employed in distributed generation (DG) systems. In this paper, steady-state analysis of two proposed quasi-Cuk converters in continuous conduction mode (CCM) and discontinuous conduction mode (DCM) is presented. Then, besides values designing of used elements, maximum and minimum values of their current and voltage are calculated. Moreover, critical inductances between CCM and DCM for the proposed converters are calculated. Unique features of the proposed converters are different transfer ratio without employing additional elements compared to the conventional Cuk converter. Comparison of the proposed converters with conventional converter in terms of voltage transfer ratio, voltage stress on capacitor, and voltage stress on switch demonstrates advantages of the proposed converters. Finally, experimental results to verify the accuracy of the proposed converters in different operating modes are presented.     

Snubberless boost full-bridge converters: Analysis of soft switching performance and limitations

This paper analyses current-fed (current source) isolated dc-dc converters that are proposed for various renewable energy and dc microgrid applications, such as photovoltaic, fuel cell, or energy storage systems. The analysis addresses current-fed (boost) full-bridge converters that achieve clamping and soft switching without dedicated external auxiliary circuits, such as snubbers or clamps. Such converters have certain limitations that can lead to degraded performance and feasibility due to high circulating energy or low silicone utilization at some operating points. The current study reveals these limitations, highlighting advantages and drawbacks of selected snubberless converters at different operating conditions. The relation between the rms input current and the isolation transformer primary current as well as the cumulative rms current of primary semiconductors is used as figure of merit for converter characterization. This approach can be extended and applied to other topology types and used as a universal tool for performance assessment of snubberless converters without auxiliary circuits for particular operating conditions in various systems.     

激光光伏转换器金属栅格结构的数值仿真优化

光纤激光供电技术是实现高压电气设备监测传感器节点能量供应的重要手段。激光光伏转换器前端接触金属栅格结构的优化设计对光纤激光供电技术的改进和应用至关重要。提出了用于小尺寸激光光伏转换器金属栅格结构优化设计的数值仿真方法。该仿真模型是基于开源Solcore Python库构建的,可以按3个步骤创建光伏转换器的混合准三维模型。基于砷化镓（GaAs）材料单结光伏转换器的不同层结构,仿真研究了不同照明模式下基础层厚度和金属栅格结构对光电转换效率的影响。结果表明：使用该模型可以对金属栅格结构进行优化设计,获得仿真模块在不同层结构配置和照明模式下的最优光电转换效率。该仿真模型和优化结果可用于指导激光光伏转换器的研制。     

双电源备用供电型通用潮流控制器

传统的UPFC中的潮流控制和有功功率补偿只是在同一线路上的电源和负载之间进行,因而其潮流控制能力和有功功率补偿的额度有限,不能实现不间断供电。为解决这一缺陷,提出了一种双电源备用供电型通用潮流控制器,该系统由4个共用一条直流母线的变换器构成。在介绍了其数学模型并分析了其主要功能后,详细讨论了其控制策略。MATLAB/SIMULINK环境下仿真研究的结果表明:双电源备用供电型通用潮流控制器能有效提高电力系统的供电可靠性,可实现不间断供电,且能够实现有功功率在不同电源和负载之间的相互补偿。     

基于离散域采样数据模型的DC/DC变换器等效电路

提出了一种针对数字控制变换器的大信号模型精确建模方法。通过深入分析在不同调制方式下变换器的采样数据模型,提出了基于离散域采样数据模型的等效电路推导方法;同时,给出了等效性判别准则,该准则可用于判别所建立模型的精确性。以采用不同调制方式的同步Boost变换器作为研究算例,通过分析所得采样等效电路模型,成功解释了不同调制方式下变换器稳定性不同的根源,所得理论分析结果和仿真结果保持一致。     

一种新的开关拓扑变换方法及新型多电平交-交变流电路

该文提出多电平电路可以通过对基本开关单元的延拓的方法导出，并采用该方法导出了几种新型的多电平交流一交流电流电路，其中包括多电平交流斩波电路和多电平矩阵电路。文中详细分析了3电平交流斩波电路和3电平矩阵电路的工作原理，介绍了3电平矩阵电路所采用的控制方法。与传统电路相比，新的3电平电路可利用的电平数增加1倍，输出电压谐波含量得以减小，并且可以采用较低电压等级的功率器件实现高电压、大功率的交流一交流变换。对这两种电路分别进行了仿真和实验，证实了电路的可行性和该文分析的正确性。     

电压源换流器开关器件损耗建模

IGBT在电力电子装置中得到了大量应用,尤其是在高压大功率电压源换流器领域,而电压源换流器损耗分析一直是电力电子领域的一个研究热点。为了能对电压源换流器损耗进行精确分析,提出一种基于波形拟合理论的绝缘栅双极晶体管与二极管的损耗分析模型。建立的损耗模型充分考虑了电压源换流器不同开关里导通电流变化对于二极管反向恢复过程参数及损耗的影响,该模型还考虑了二极管与IGBT器件相互关系,器件电压、电流、结温变化对损耗的影响,特别计入了电流拖尾过程、电路杂散电感参数的影响。搭建了2.5kV输出Boost实验电路对该损耗模型进行验证,实验结果对比证明了该损耗模型的正确性和有效性。提出的损耗模型适用于电压源换流器型直流输电(voltage sourceconverter high voltage direct current,VSC-HVDC)、静止无功补偿器(static synchronous compensator,STATCON)、统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)等高压大功率应用场合的电压源换流器损耗分析。     

两种电阻-时间变换器设计与分析

文中分别给出基于张驰振荡器原理以及脉宽调制原理的两种电阻－时间变换器电路。分析表明，两种变换器在宽的电阻变化范围内有良好的线性及稳定性，特别适合用于电阻式传感元件的信号处理。     

基于TL494的同步Buck变换器对比研究

分析了传统非同步Buck变换器与同步Buck变换器的工作模态与导通情况,对两种变换器不同状态产生的损耗进行理论分析。在搭建仿真样机验证的指导下试制了两台基于TL494驱动的Buck变换器。在额定输入12 V电压的同时改变变换器的开关频率与输出电压及负载,比较不同工况下两种变换器的效率。结果表明,两种变换器最佳工作频率约在100 kHz,同步Buck在轻载模式下、非同步Buck重载模式下有着更好的表现。