基于深度优先搜索的潜在电路计算机辅助分析法

潜在电路分析(sneak circuit analysis,SCA)对系统安全可靠运行有重大意义,电力电子变换器的潜在电路分析处于手工分析阶段。该文对电力电子变换器潜在电路计算机分析方法进行研究。根据电路原理建立电力电子变换器矩阵模型,由此采用深度优先搜索算法,对变换器中所有可能的路径进行搜索,再通过判断函数对搜索到的路径进行识别,得到变换器中的潜在电路。基于该方法开发的计算机软件应用表明,它具有方法简单、搜索时间短、无冗余路径、准确性高、通用性强等优点,适用于复杂电力电子变换器的潜在电路分析。以谐振开关电容(resonant switched-capacitor,RSC)变换器为例,验证提出的潜在电路计算机辅助分析方法的正确性。     

基于现场可编程门阵列Buck变换器的实时仿真技术

利用FPGA的并行计算特性,在电力电子模型的实时仿真中FPGA可以实现纳秒级的仿真步长,能够更加真实的呈现电力电子开关器件的特性.通过分析Buck变换器在电感电流连续导通模式下的数学模型,基于XILINX公司的System Generator搭建了Buck变换器的数学模型,并对其进行了实时仿真,与器件仿真的结果进行了对比,从仿真结果中,可以看出该数学模型的有效性,可以在一定误差范围内取代Buck变换器的器件模型,同时也为实际的电路研制和调试提供了思路.     

电力电子变换器广义连接矩阵及其潜电路判别

对电力电子变换器拓扑结构认识的局限性,导致实际运行中会出现非设计要求的工作模态或潜在电路,它们附加在正常工作模态中,使变换器特性异常。为探明所有可能潜在电路,提出了适用于电力电子变换器拓扑分析的广义连接矩阵,由此给出电力电子变换器潜在电路的一般判据,得到一种新的电力电子变换器潜在电路的分析方法。本文具体以三阶DC/DC升压式和1/3降压式两种谐振开关电容变换器为例,对电力电子变换器广义连接矩阵识别潜电路判据的可靠性进行了验证,实验结果验证了所提出的方法是正确和有效的。     

一种大变比电路的新型电容电荷平衡控制策略

为提高负载动态响应特性,针对抽头电感同步整流Buck变换器所实现的大变比降压电路的特点,本文提出一种变结构电容电荷平衡辅助电路控制策略。所提出的控制策略根据电容电荷平衡原理,在负载发生变化时通过辅助电路改变主电路结构,使电感电流变化率适时变化,以克服恒压输出电力电子变换器负载突变时由于电感电流变化率受限而影响输出电容电压变化的不足。通过理论分析表明,所提出的控制策略辅助电路结构简单,无需增加磁性器件;控制逻辑能使变换器在负载扰动下实现快速的输出电容充放电平衡,具有较强的负载扰动抑制能力;控制方法具有快速动态响应、不影响稳态特性且过冲小等优点。仿真和实验结果验证了所提控制策略的有效性。     

电力电子变换器的开关布尔矩阵及潜电路分析

针对现有电力电子变换器潜电路分析方法存在的不足,提出了基于开关布尔矩阵分析电力电子变换器潜电路的统一方法.根据电力电子变换器的开关状态,建立变换器的开关布尔矩阵,通过布尔运算消去全开关布尔矩阵中的正常工作模态开关向量以及无效开关向量,得到变换器的潜开关布尔矩阵,进而辨识出变换器中存在的潜在开关路径和潜电路模态.以Mat...     

电力电子变压器用混合三电平双向DC/DC功率模块设计

高压隔离双向DC/DC变换器模块是电力电子变压器电压隔离和变换中的主要环节。为提升模块高压侧直流工作电压,减少模块级联数量,降低功率变换部分的占地尺寸和控制复杂度,采用混合三电平拓扑设计电力电子变压器功率模块。分析混合三电平双向DC/DC变换器的工作原理,对电路中的主要参数进行设计,并基于SiC功率器件完成了样机的设计,最后对样机进行了试验验证。试验结果表明,混合三电平双向DC/DC变换器工作特性与传统全桥双向DC/DC变换器一致,效率最高达到98.7%。三电平双向DC/DC变换器以较低成本和控制复杂度,提高了子模块高压侧直流工作电压,使电力电子变压器系统功率模块数量减半,有效降低了电力电子变压器的尺寸。     

基于拓展型双曲正切函数的全桥LLC变换器大信号建模方法

连续模型的准确性对于电力电子变换器的特性分析与实时仿真十分重要。由于独特的谐振腔结构,LLC变换器在不同工作频率区间分别以连续电流模式和断续电流模式运行,故而传统方法很难以连续模型实现其多种运行模式的统一描述。为此,该文提出一种基于拓展型双曲正切函数的全桥LLC变换器大信号建模方法。首先,分析各工作频率区间全桥LLC变换器特性,建立一种大信号非连续模型,该模型能够实现LLC变换器多种运行模式的统一描述。然后,构建含陡度因子/脉冲系数的拓展型双曲正切函数,利用其将上述大信号模型连续化,从而建立了全桥LLC变换器的大信号连续模型。基于此模型,连续系统的方法可以被直接应用以实现对变换器特性分析、实时仿真和控制器设计。同时,相比于现有LLC变换器大信号连续模型,该模型具有较低的阶数和更高的精确度。此外,该模型在时域中能够提供次级侧功率器件高准确性的开关信息,便于作为同步整流设计的参考。最后,仿真和实验结果验证了该模型的准确性和有效性。     

新能源制氢电力电子变换器综述

新能源发电与氢能相结合是实现"碳达峰"与"碳中和"目标的重要途径之一,其中,电力电子变换器被广泛应用.为了实现电解制氢系统高效运行,要求电力电子变换器具有低压大电流能力、低输出电流纹波、高降压比及高可靠性等特点.文中首先分析了电解器模型,并对目前商业化电解器的特点及技术指标进行研究.然后,对新能源电解制氢系统,包括碱性电解器、质子交换膜电解器和固体氧化物电解器中的电力电子变换器进行了整理和分类,并对各类拓扑进行了分析和对比.同时,对电力电子变换器在新能源制氢中潜在的应用、存在的问题以及发展的方向进行了讨论和总结.     

一种提高Boost变换器功率转换效率的无源缓冲电路

目前，电力电子变换器正在向高频化、小型化方向发展，导致传统变换器的开关管损耗增加，从而使得整体效率较低。提出一种适用于传统Boost变换器的无源缓冲电路来提高变换器效率，该无源缓冲电路实现了开关管的零电压关断，采用无源方案进行设计，电路控制方案简单。首先对所提无源缓冲电路的工作原理进行了详细的阐述，其次对Boost电路中各器件的的电压电流应力进行了分析，最后通过仿真验证了理论分析的正确性。仿真结果表明，所提缓冲电路可用于光伏发电、直流微网等需要直流升压的场合。     

电源论--电力电子时代论电源

论述了由电力电子变换器组合成的可控电源和可控负载.可控电源和可控负载均分为直流和交流,也可分类为电压源和电流源,用普通坐标和空间矢量坐标表达时都可将其分为10类.由于可开发出具有任意特性的不同类电源,上述分析方法和观点将有益于电力电子的教学和研发.     

谐振开关电容变换器中潜电路现象的研究

潜电路是潜伏在系统中的一种通路或状态,它在一定条件下出现并导致系统产生非预想到的特性.该文在降压式谐振开关电容变换器中发现潜电路现象,其特点是在控制策略完全不变的情况下,仅由电路扰动就会导致潜电路现象发生.文中从理论上分析了产生该潜电路现象的原因,证明了它是一种在过去研究中未曾观察到的新现象,推导得出了潜电路的发生条件及相应的变换器运行特性,并基于潜电路的回路特征,提出消除潜电路的相关措施,并将这一结果推广到其它类型的谐振开关电容变换器.实验结果证实了这一发现和理论分析结果.     

基于图论的n阶升压式谐振开关电容变换器潜电路分析技术

本文基于图论方法分析n阶升压式谐振开关电容变换器的潜电路路径，由此提出该类变换器潜电路图论分析的一般方法，为预先发现和消除高阶升压式谐振开关电容变换器中的安全隐患提供了理论依据。文中首先以3阶升压式谐振开关电容变换器为例，将电路拓扑简化为有向图，得出连接矩阵，根据连接矩阵算法计算节点间的所有通路。然后根据电路原理分析所得的通路，经筛选、剔除，得出有效路径，再与变换器正常情况下的通路比较，分析得到潜在的路径。最后将以上分析方法和结果推广到n阶升压式谐振开关电容变换器潜电路研究中。     

高阶降压式谐振开关电容变换器的潜电路

由于开关电容个数的增加,高阶降压式谐振开关电容变换器较基本降压式谐振开关电容变换器的结构复杂,其潜电路现象更加丰富。该文在分析其构成规律和运行特性基础上,首先以3阶降压式谐振开关电容变换器为例,研究在不同运行条件下出现的潜电路特性,由此推导出n阶降压式谐振开关电容变换器潜电路发生的一般条件。研究结果表明,由高阶降压式变换器潜电路发生条件,可方便地得出各种类型降压式变换器的潜电路条件,证明若n阶降压式变换器满足潜电路发生条件,其低阶电路(n-1, n-2, ?, 2)必定工作在潜电路状态下。最后进行实验验证。     

n阶谐振开关电容变换器潜电路图论分析法

介绍了谐振开关电容变换器中普遍存在的潜电路现象,然后针对n阶谐振开关电容变换器结构复杂、难于直接找到潜电路路径等问题,提出利用图论分析潜电路路径的方法。该方法将n阶谐振开关电容变换器的拓扑简化为有向图,根据连接矩阵算法计算节点间的所有通路,并通过增加虚拟节点实现回路路径的计算,再根据路径判据剔除虚假路径,从而区分正常路径和潜电路路径。最后,文中以降压式开关电容变换器为例,用实验验证了该方法的可行性。     

谐振开关电容变换器潜在电路路径分析

本文首先介绍了谐振开关电容变换器中普遍存在的潜电路现象，然后针对n阶谐振开关电容变换器的电路结构复杂的问题，提出了计算所有电路路径的连接矩阵算法以及辨别潜电路的法则。最后，以降压式开关电容变换器的潜电路为例，验证了该算法的可行性。     

能量回馈型单相交流电子负载的研究

能量回馈型单相交流电子负载是一种可模拟阻性负载以及任意功率因数的性和容性负载,并将吸收的能量回馈电网的电力电子装置.主电路拓扑采用AC/DC/AC结构,前级负载模拟部分基于单周期控制技术,后级能量回馈部分基于滞环电流控制技术,主电路整流器和逆变器均采用单极性调制方案.应用上述方案设计1 kVA交流电子负载实验样机.实验...     

DC／DC电源变换器的拓扑类型

DC/DC电源变换器是能将一种直流电压变换成另外一种或几种直流电压的高效供电装置。首先介绍DC/DC电源变换器拓扑的分类,然后以表格形式归纳了常见DC/DC电源变换器的拓扑类型,包括电路结构、传递函数、电压及电流波形以及控制器的典型产品等。     

一种基于电压反馈控制的配电网短路故障柔性限流方法

在短路故障发生初期快速检测出故障并对短路电流进行限制,有利于电力系统安全稳定运行。采用电流半周波曲线与时间轴围成的面积作为判据进行短路故障早期检测,结合配电网短路故障特征与级联H桥变流器输出特性,提出了将3个单相级联H桥多电平变流器应用于配电网短路故障柔性限流。所提限流装置采用电容耦合的方式实现并网。选取电压信号作为反馈量,采用适当的控制方法使装置输出合适的电压以达到限制故障电流的目的。仿真结果表明,在短路故障早期检测的基础上,所提方法能实现对故障电流首个峰值的抑制,减小危害,减轻断路器的开断负担,且投入限流时无需进行故障选相。