储能系统双向隔离直流变换器新型控制策略

为了实现高压接入低压输出储能系统中三相双向隔离直流变换器的高效应用,设计了一种新颖的控制策略。三相直流变换器中隔离变压器采用星三角连接可减少高压侧电压应力和低压侧电流应力。新方案利用开关频率控制调节直流变换器输出电压,并在高于开关频率点后,结合使用了一种谐振电路的移相算法,以减小特定功率下的开关频率范围。同时,对全功率...     

应用于直流固态变压器的串联谐振变换电路效率优化分析

直流固态变压器是直流电网中核心元件之一,其变换效率是一个重要指标。以谐振DC-DC变换器作为基本单元级联的直流固态变压器的效率主要由谐振DC-DC变换器所决定。本文通过对串联谐振变换电路进行阶段分析,讨论了影响开关管关断损耗的主要因素;推导了电路的零电压开通条件;探讨了通过优化相位滞后角与谐振频率以提升变换器效率的方案。搭建了串联谐振变换电路实验样机,实验结果初步验证了本文提出的效率优化方案的有效性。     

基于直流-直流变换器的高精度电池模拟器设计

动力电池及其相关设备的生产、测试和研发过程中,需要用到电池模拟器;传统的电池模拟器存在输出功率小和输出精度低的缺点;本文介绍了一种基于直流-直流变换器和线性稳压技术的电池模拟器;通过隔离型多路输出变换器实现各个电池单元的隔离供电,通过直流-直流变换器实现输出电压的预调整,应用线性稳压电路,降低输出电压纹波,提高了输出电压的精度,并设计了试验样机,进行了试验验证,获得较好的模拟效果。     

基于GaN器件的直流配电网用户侧DC/DC变换器设计

隔离型DC/DC变换器连接低压直流配电网和用户侧直流负荷,在低压直流配电系统中起着重要作用, 对其效率和功率密度提出更高的要求。本文采用具有原边开关管零电压开通和副边整流管零电流关断特性的LLC谐振变换器,首先分析变换器的工作原理,对其谐振参数进行选择。使用具有更低的导通电阻和等效输出电容的氮化镓器件作为原边开关管,进一步提高变换器工作频率和效率,降低磁性元件体积。在此基础上,对GaN器件驱动、同步整流和磁性元件进行优化和设计。最后搭建了一台375V/48V/500W的LLC谐振变换器样机,最高效率为97.6%,验证了设计的正确性。     

基于WBG器件的零电流直流隔离变换器研究

提出了一种可在零电流开关ZCS(zero-current switch)下仅通过功率开关器件达到直流隔离效果且输出电压在一定范围可调的直流变换器拓扑结构。首先分析了该变换器稳态时的工作原理及电路模型,并推导出了在含有寄生参数下的输出电压数学表达式;然后通过接触电流TC(touch current)对电路的隔离性能进行了评估,并论述了共模漏电流的抑制方案以提升电路隔离效果;最后基于宽禁带WBG(wide bandgap)材料碳化硅MOSFET下设计了原理性实验样机,并对理论分析进行了验证。     

单管直流变换器的快速故障诊断

直流变换器广泛应用于诸如航空、新能源等系统中,其故障的快速诊断可以有效提高整个系统的可靠性。提出一种适用于单管PWM直流变换器(工作在电流连续模式)的实时快速故障诊断方法。该方法仅以直流变换器中磁性元件的电压为诊断依据,无需引入额外的测量元件。通过对变换器故障发生后磁性元件电压的分析,提出了基于电压时序的诊断方法。通过电压信号和驱动信号的配合,可以在不到一个开关周期的时间内实现变换器的故障诊断。最后,以buck变换器为例进行实验验证,结果证明了所提方法的有效性。     

开关电容变换器在直流驱动电路中应用的研究

为了探讨开关电容DC／DC变换器在直流驱动电路中应用,文章从开关电容DC／DC变换器模型及工作原理进行了分析和研究,采用一种适用于桥式电路为高端驱动电路的供电自举电容充电充电的电容变换器,并用PSPICE软件对主电路进行仿真实验,用PROTEUS软件对单片机进行仿真,取得具有较高的可信度,对直流驱动研究有一定的借鉴作用。     

交错并联双向Buck/Boost集成LLC谐振型三端口直流变换器

将交错并联双向Buck/Boost电路与全桥LLC谐振电路通过共用全桥开关单元集成在一起,提出了一种新型的三端口直流变换器,实现了器件共享,降低了体积和成本。该三端口变换器包括两个双向端口和一个隔离的单向输出端口,通过PWM+PFM的混合调制策略,可实现端口间功率流的灵活控制。与传统的移相全桥集成型三端口直流变换器相比,提出的变换器输入电流纹波小,可在宽电压和功率范围内实现一次侧开关管的零电压软开关(ZVS)和二次侧整流二极管的零电流软开关(ZCS)关断,开关损耗小,而且不存在占空比丢失、变压器直流偏磁等问题。研究了该三端口变换器的工作原理、工作模式和端口功率传输模式,并对其增益、软开关等特性进行了深入分析,最后搭建了一台500W的实验样机,实验结果验证了变换器的实用性和理论分析的正确性。     

宽ZVS负载范围4开关三电平直流变换器

提出一种4开关PWM三电平ZVS直流变换器,该变换器由传统三电平直流变换器和对称控制的半桥直流变换器复合而成。该电路非常适合高压直流变换领域。该变换器具有如下优点:所有开关串行联接,每个开关器件承受Vin/2的电压应力;4开关构造输出三电平,可有效减小输入输出滤波器并提高变换器的动态响应时间;所有开关器件在较宽的负载范围内实现软开关。文中分析了该电路的工作原理、软开关特性以及输入输出特性,并搭建了一套实验装置验证电路的基本工作原理。实验结果表明该电路工作原理正确,可以正常工作。     

BUCK/BOOST直流变换器的建模仿真验证

电路仿真软件是以电路原理为依据,通过数值计算、计算机存储以及图像处理等技术原理,实现具体电路的仿真。分析了BUCK和BOOST直流变换器的电路结构和工作原理,应用Or CAD Pspice仿真软件对BUCK和BOOST直流变换器建模与仿真,验证了模型和原理的准确性和可靠性,为研究这2种直流变换器的特性提供了可靠的支撑,为电力系统元件仿真提供了方法。     

一种新的双输入直流变换器

在两种以上能源输入的分布式供电系统中,采用多输入直流变换器替代多个单输入直流变换器,能够简化电路结构,降低系统成本.提出一种新的双输入Buck直流变换器,该电路具有电路结构简单、开关器件电压应力低、既可单独向负载供电,又可同时向负载供电等优点.分析双输入Buck直流变换器工作原理,给出变换器的稳态关系式,提出能量管理方法,最后通过一个420W的原理样机验证了理论分析的正确性和控制策略的有效性.     

48V/3KVA正激直流环节软开关静止变流器的分析与实现

变换器变频软开关工作可减小变压器和滤波元件的尺寸和重量,改善电气性能,提高效率和可靠性。本文提出了正激直流环节软开关逆变器拓扑,介绍了正激直流变换器,离散脉冲控制逆变器和吸收电路的基本工作原理和工作特性,并采用ＩＧ－ＢＴ制作了一台原理样机。实验结果证明该静止变流器有高的技术性能指标。     

软开关PWM三电平直流变换器

系统地提出PWM三电平直流变换器的一族共9种控制方式,根据一对开关管中两只开关管的关断情况,将这9种控制方式归纳出两类开关切换方式。引入超前管和滞后管的概念,提出它们实现软开关的方式,将软开关PWM三电平直流变换器归纳为零电压开关和零电压/零电流开关两类,并分别指出适合它们的控制策略。提出在零状态电流复位的方法,提出几种零电压/零电流开关三电平直流变换器的电路拓扑。     

双向全桥直流变换器的软开关实现与硬件参数优化

重点介绍了双向全桥直流变换器中高频隔离变压器的漏感与串联辅助电感的参数优化设计。直流变换器作为高频隔离双向多电平变换器的中间级,控制变换器能量的双向流动。通过详细分析传统移相控制下双向全桥直流变换器运行过程以及超前桥与滞后桥分别实现软开关条件,得出满足软开关条件的电感参数与死区设置时间。通过具有三级结构的级联多电平变换器的实验平台,验证了电感参数优化保证软开关实现的有效性,同时提高了直流变换器的效率。     

直流变压器的研究与实现

研究了DC-DC变换器的一种不调压形式--直流变压器的工作特性.直流变压器有输入输出电压成比例的特点;由于直流变压器的系统中储能元件小,因此系统频带宽;此外直流变压器还具有易于实现ZVS开关、功率密度高等优点.在理论分析的基础上,采用推挽正激电路为基本单元进行了实验验证.     

准单级单向Buck直流变换器型高频链并网逆变器

提出准单级单向Buck直流变换器型高频链并网逆变器电路结构与拓扑族。其电路结构是由单向隔离Buck直流变换器和极性反转逆变桥级联构成;其拓扑族包括推挽正激式、双管正激式、并联交错双管正激式、半桥式和全桥式电路。深入分析研究类逆变器的电路拓扑、电流瞬时值控制策略、稳态原理特性和关键电路参数设计准则。以推挽正激式拓扑为例,设计并研制出1kW48VDC/220V50HzAC并网逆变器样机。研究结果表明,此类逆变器具有高频电气隔离、电路结构简洁、准单级功率变换、变换效率高、极性反转逆变桥功率开关电压应力低且为ZVZCS、并网电流质量高等优点。     

面向微电网的高增益比储能双向直流变换器

双向直流变换器是微电网储能系统的核心装置。首先对一种能够高效衔接低压储能蓄电池和高压微网直流母线的非隔离高增益比双向直流变换器进行了研究分析,所提双向直流变换器由双向Buck-Boost变换器和有源倍压整流电路通过耦合电感集成得到,有利于减小开关管的电压应力;然后采用占空比调节加移相控制,分别用于稳定中间电容和输出端的电压;采用该控制策略可以有效减小绕组电流有效值,降低导通损耗,且所有开关管均能够实现软开关,变换器效率得到极大提升;再详细分析了变换器的工作原理、输出特性以及参数设计;最后搭建了1 k W的实验样机并进行了实验验证。     

新型多级直流-直流变换器的开发

为了减小一些磁性元件（比如电感变压器电容等）的体积,可调式直流电源常常工作在高频状态下。但是随着频率升高,开关上的功率损耗会增加,就会带来系统效率的降低。为了解决这个问题,提出了一种新的可以降低脉动的直流-直流变换方法。在这种构造中,多个8VCK降压直流变换器在输出端串联,相对于传统结构的变换器大大降低了输出电压的脉动成分,特别是当变换器工作在低输出电压条件下,由于工作的开关元件数目减小,这个效果尤其明显。     

低压直流系统用LLC谐振直流变换器参数优化设计方法

针对低压直流系统用直流变换器,文中提出一种利用相量图进行LLC谐振变换器参数设计的方法。在介绍LLC谐振变换器的基本工作原理之后,采用基波分析法,得到变换器的基波等效电路;然后,通过相量图表现变换器中各变量的关系,以此说明变换器增益范围对励磁电感和谐振电容取值的限制要求;最后,结合谐振电容选型和变换器效率特性等因素,利用最低开关频率与谐振电容峰值电压和谐振电流的关系,方便地确定最低开关频率和其它电路参数的设计值。     

一种高频隔离LLC谐振双向直流变换器的实现

针对高压大功率应用场合,将LLC谐振槽引入高频隔离三电平半桥(TLHB)双向直流变换器,提出一种新的拓扑结构。该拓扑具有LLC谐振和TLHB双向直流变换器的优点,可采用低耐压的开关器件,在全负载范围内实现了功率开关管的零电压开关(ZVS)和零电流开关(ZCS),从而提高了开关频率,降低了开关损耗,提高了工作效率。分析了TLHB LLC谐振双向直流变换器的工作原理,给出了谐振槽参数的设计方法,实验结果证明了理论分析的正确性。