新型对称控制方式三相三电平直流变换器

半桥三电平变换器具有开关管电压应力低、易于实现软开关等优点,适用于高输入电压场合。但随着输出功率的提高,开关管的电流应力也随之增加。为降低开关管的电流应力,提出一种新型三相三电平直流变换器,与已有三相三电平变换器相比,该变换器开关管数量大幅减少。采用对称控制方式,所有开关管的电压应力均为输入电压的一半;采用三相电路结构,可降低开关管的电流应力,同时可有效提高输入输出电流脉动频率,进而减小滤波器。制作一台600 V输入、48 V/20 A输出的原理样机,实验结果验证了理论分析的有效性和正确性。     

可全负载范围实现ZVS的复合式全桥三电平变换器

提出一种倍流整流方式ZVSPWM复合式全桥三电平变换器,它可以在整个输入电压和很宽的负载范围内实现所有开关管的零电压开关和输出整流管的自然换流,从而有效地消除输出整流管上的电压尖峰和振荡。该变换器还有利于减小输出滤波电感纹波电流和输出纹波电流,适用于宽输入电压范围场合。该文阐述该变换器的工作原理,对参数进行选择,并通过一台540W的原理样机验证该变换器的工作原理,最后给出实验结果。     

自激式LLC谐振变换器

LLC谐振变换器可以在全负载范围内实现开关管的零电压开关和二次侧整流二极管的零电流开关,变换效率高。当它工作在谐振频率时,输出电压与负载无关。根据此特点,提出一种LLC谐振变换器的自激驱动方法,采用电流互感器并联电感的方式检测谐振电感电流,从而获得开关管的驱动信号,为了提高开关速度,对驱动电路进行了进一步的改进。针对启动电流过冲的问题,采用一种改进的LLC谐振变换器拓扑。该变换器适用于对输出电压精度要求不高的应用场合,相对于采用专用控制芯片的控制方式,自激驱动方法还具有成本低和体积小的优点。     

倍流整流ZVS PWM复合式全桥三电平变换器

本文提出一种倍流整流方式ZVS PWM复合式全桥三电平变换器，它可以在很宽负载范围内实现所有开关管的ZVS和输出整流管的自然换流，从而有效地消除输出整流管上的电压尖峰和振荡。该变换器还有利于减小输出滤波电感纹波电流和输出纹波电流，适用于宽输入电压范围场合。本文阐述该变换器的工作原理，并通过一台540W的原理样机验证该变换器的工作原理，最后给出实验结果。     

三倍流整流ZVS PWM三相全桥直流变换器

为了解决大功率电源中开关管电流应力较高的问题,提出一种采用脉宽调制(pulse width modulation,PWM)控制的三倍流整流零电压开关(zero voltage switching,ZVS)三相全桥直流变换器。该变换器原边采用三相全桥型结构,副边采用三倍流整流电路,尤为适合于高压输入、低压大电流输出的大功率电源场合。由于采用了三相交错并联的结构,不仅开关管的电流应力可以降低,而且输入输出电流脉动频率提高至开关频率的3倍,进而可以大大减小滤波器的体积。基于PWM控制,所有开关管可以实现ZVS。桥臂下管实现ZVS的能量来自于滤波电感,非常容易实现ZVS;桥臂上管实现ZVS的能量来自于两相变压器的漏感,相比于移相全桥变换器滞后桥臂容易实现ZVS。该文试制一台360 V输入、48 V/42 A输出的原理样机,并给出实验结果。     

不对称半桥变换器零电压开通条件的分析

分析了一种半桥不对称PWM控制DC/DC变换器的工作原理,以及为实现功率管零电压开通(ZVS),其主电路参数必须满足的条件,得到了开关管ZVS时间与谐振电感、占空比、负载以及输入输出电压的关系,得出了谐振电感的设计准则,并对相关计算公式进行了简化以适用于工程计算。根据理论分析结果设计了270V输入,48V输出1.5kW变换器。该变换器的实验结果论证了理论分析的正确性,样机效率达到了93%。     

2种ZVS方式AHB直流变换器比较

不对称半桥(AHB)直流变换器原边开关管实现零电压开关(ZVS)的方式有2种:负载电流ZVS方式和激磁电流ZVS方式.对2种不同ZVS方式AHB变换器的电路工作原理、控制策略、关键参数设计依据进行了深入的比较研究,并研制了2台原理样机,给出了实验波形及测试结果.研究及实验结果表明:负载电流ZVS方式AHB变换器利用负载折射电流实现开关管的ZVS,负载较小时.开关管ZVS难以实现,其采用增大变压器漏感或外串电感的方法来扩大ZVS负载范围,适用于较大功率应用场合:而激磁电流ZVS方式AHB变换器利用变压器激磁电流,可在空载至满载范围内实现开关管ZVS.相对于负载电流ZVS方式,其效率略低,适用于小功率应用场合.     

适用于Buck电路的一种改进型软开关实现方法

用同步整流加电感电流反向的方法可实现Buck电路开关管的ZVS，但该方法的电感电流纹波比较大．从而会引起较大的输出电压纹波，只适用于对输出电压纹波要求不高的场合。若靠单纯增加输出滤波电容的数量来降低输出电压纹波会大大增加变换器的成本。文中提出了一种改进方案，通过附加一个电感和较小的电容，在实现开关管ZVS的基础上大大减少了输出电压纹波。最后的实验结果验证了该电路的工作原理及有效性。     

一种带三绕组耦合电感的级联型高增益功率变换器

提出一种带三绕组耦合电感的级联型高增益功率变换器。采用三绕组耦合电感、开关电容技术和级联结构,该变换器可实现更高电压增益。变换器的输入电感可有效降低输入电流纹波,从而减小输入电源应力。此外,耦合电感的漏感能量由输出端回收利用,提升效率的同时,能够抑制开关管的电压尖峰,降低其电压应力。详细分析带三绕组耦合电感的级联型高增益功率变换器的工作原理,以及连续导通模式下变换器的稳态性能。最后搭建一台30V输入、380V/0.3A输出的实验样机,实验结果验证了理论分析的正确性。     

单管直流变换器三电平拓扑的交错开关方式

为降低开关管电压应力，提出了一种新型三电平拓扑变换方法，可直观地得到6种单管直流变换器的三电平拓扑。由于增加了开关管，可引入新的控制方式。通过分析变换器在不同开关相角下滤波电感电流脉动的大小，得出了在同样的电流脉动要求下，采用交错开关方式与采用传统开关方式相比，滤波电感可减小的幅度。最后通过实验验证了分析结果。     

混合式自调整模糊控制在DC/DC变换器中的应用

提出一种采用自调整因子混合式模糊PID控制方法,通过经典PID和混合式自调整模糊控制的比较,并通过实验结果证明,该方法不仅能够提高直流变换器系统的鲁棒性,还可以提高系统的动静态性能。     

直流微网中双向直流变换器的控制

将自适应控制与基于精确反馈线性化的滑模控制相结合应用于双向DC/DC变换器中,随着超级电容电压变化和负载的改变实时校正控制器参数。既解决了变换器的非最小相位特性和变结构特性,又能够减小系统的误差和提高系统的响应速度,更好地发挥超级电容稳定直流微网母线电压的作用。论文首先给出了变换器的状态方程,然后通过坐标变换推导出精确反馈线性化模型,并在此模型的基础上设计了自适应滑模控制器。最后利用Matlab/simulink软件进行仿真验证,并与未引入自适应的控制效果进行比较,结果表明引入自适应后的控制效果较好。     

ZVS全桥直流变压器的研究

在分布式发电系统中,两级式直流变换器应用越来越广泛,它由稳压环节和直流变压器组成.本文研究了一种全桥结构的直流变压器拓扑,它具有软开关效果好、开关管工作应力小、效率高和可靠性高等优点.详细分析了ZVS全桥直流变压器的工作原理,给出了开关管实现ZVS的条件和变压器的设计方法,并制作了一台1 kW的原理样机进行了实验验证.     

双有源桥式直流变压器发展与应用

直流变压器是实现新能源高效、经济的大规模汇集和构建直流输配电一体化网络的关键设备。文中对双有源桥式直流变压器关键技术发展和应用进行介绍和展望。首先,通过梳理直流变压器的典型应用场景,对不同场景下的应用特点进行概述。在此基础上,针对中高压直流输配电应用场景,从核心电路、典型结构、运行控制、工程化设计、实现和应用等多个方面对直流变压器的分析、设计和实用化方案进行介绍和讨论。最后,对直流变压器的未来发展方向进行展望。随着新能源和直流输配电系统迅速发展,直流变压器的大规模推广应用值得期待。     

无位置传感器无刷直流电机控制策略综述

介绍了几种无位置传感器无刷直流电动机的转子位置检测方法 ,并对它们的基本原理、实现途径、改进策略、适用场合做了详细的说明     

DC Fault Clearing Characteristics of a Bulk Power VSC HVDC Transmission System using DC Circuit Breakers

Development of wind power generation resources is considered in Japan. However, long‐distance transmission lines are necessary to utilize the wind power because most of the wind power resources are distant from load centers. A voltage source converter based high voltage dc transmission (VSC HVDC) system is an option to realize their effective use. A VSC HVDC system equipped with dc circuit breakers has been considered to clear the dc line faults promptly. However, the fault clearing characteristics by the dc circuit breakers have not been analyzed very well for the system with the long distance overhead transmission line. This paper focuses on a fault clearing in the VSC HVDC system with long‐distance overhead line by the dc circuit breaker using a new fault detection method. A 2.4‐GW bipolar VSC HVDC system with 600‐km overhead transmission line is modeled and its operation performance is verified by computer simulations. The simulation results demonstrate the detailed fault clearing characteristics with the long transmission line. Moreover, specifications required for the dc circuit breakers are considered in terms of operation delay, peak current, and absorbed energy.     

Influence of starting voltage waveform on time sequence to restart DC transmission lines

Based on experiments and calculations, this paper describes the influence of the time constant of the dc starting voltage on the no‐voltage time required for successful restarting and the time required to complete the restarting. (1) The 300‐kV‐class dc tension insulator assembly tested in this study was composed of disk‐type insulator units used for ac transmission lines. The insulation recovery characteristics of the dc tension insulator assembly after dc arc extinctions of 400 and 4000 A were obtained for the switching impulse voltage and simulated dc starting voltage. The results show that both methods obtained the same minimum values for the required no‐voltage time. Thus, we verified this method's validity in calculating the minimum value of the no‐voltage time required for successful restarting based on the insulation recovery characteristics obtained by the switching impulse voltage. (2) Based on the insulation recovery characteristics obtained by the switching impulse voltage after arc extinction, we calculated the relationships between the required no‐voltage time and restarting completion time versus the time constant of the dc starting voltage. As the rising time constant of the dc starting voltage increased, the required no‐voltage time decreased and the restarting completion time increased. It was shown that reducing the rising time constant of the dc starting voltage was an effective measure to shorten the restarting completion time after the arc extinction. © 2000 Scripta Technica, Electr Eng Jpn, 133(4): 63–70, 2000     

大负载和变电压输入下大功率DC-DC变换器的一种新型控制策略

由于DC/DC开关变换器具有许多优良的特性,近年来得到了许多应用。基于变结构控制的滑模控制方式可被应用于各种开关变换器的控制,电流模式控制方式只是特定地应用于DC/DC变换器的控制。然而,在大负载电流和输入电压波动的情况下,这些控制方式的补偿能力明显不足。文章综合这两种控制策略提出了一种新的控制策略和获得动态参考电流的方法,并进行了仿真分析。结果证明,这种动态参考电流的获得方法能够减轻大负载电流和输入电压波动的影响。     

基于VisSim的无刷直流电机的仿真模型

在分析无刷直流电机(BLDCM)数学模型的基础上，基于VisSim5．0软件建立了无刷直流电机控制系统的仿真模型。采用双闭环调速系统进行仿真。仿真结果证明了该方法的有效性，同时也适用于验证其他控制算法的合理性，为实际电机控制系统的设计和调试提供了新的思路。     

基于四开关逆变器的无刷直流电机控制

分析了无刷直流电机(BLDCM)控制系统的换相特点；提出了采用四开关逆变器的结构。通过分析该逆变器系统的运行状态，给出了系统换相的逻辑实现图，并对系统进行了仿真和实验。结果表明，在特定的逻辑控制下，该逆变器可成功地获得无刷直流电机所需要的方波电流。