基于DSP的H桥级联多电平逆变器的研究

超导托卡马克核聚变实验装置(Experimental Advanced Superconducting Tokamak,简称 EAST)快控电源是一种大容量单相逆变电源.现有的快控电源已难以满足EAST的发展要求,新型快控电源的研制难点主要集中在高压和大电流.为满足快控电源系统高雎和快速响应的要求,提出了采用IGBT作为功率器件的H桥级联逆变器方案.系统采用基于DSP的载波移相技术,以降低IGBT的开关损耗,提高等效开关频率,改善输出电压波形.在此对逆变器输出电压谐波进行了分析和系统仿真,最后通过H桥级联逆变器实验装置验证了该控制策略的有效性.     

基于开关管的级联H桥逆变器故障处理方法

为了进一步提高级联H桥型逆变器在开关器件故障时的容错能力，在详细分析了常见的短路和断路等故障对系统输出影响的基础上，提出了仅隔离故障开关管的思路。针对具体故障类型，对同一桥臂的另外一个开关管做出相应的处理，即常开或常闭，而另外一个未发生故障的桥臂仍然继续工作，此时单元的输出是两电平。与目前所采用的传统故障处理方法相比，在大多数故障形式下，该方法均能够提升输出合成电压的幅值，从而减少故障对系统的影响，提高级联H桥逆变器系统的可靠性。文中以六单元级联H桥系统为例进行分析，系统故障前后的仿真和实验结果表明所提出的方案是正确和有效的。     

级联H桥逆变器差补调制方式的研究

详细介绍了单个H桥及级联型逆变器的结构,并对正弦差补调制方式控制下H桥的输出电压进行了详细的谐波分析。差补调制方式控制的H桥能够输出3种电平,能够消除大部分低次谐波及所有的偶次谐波,主要谐波频带远离基波,且范围是两电平的2倍。多个H桥级联后的系统输出具有良好的谐波特性,无需滤波即可直接作用于电机。仿真结果和理论分析一致。     

三相级联H桥光伏逆变器的功率均衡控制策略

故障冗余运行条件下,三相共直流母线级联H桥(CHB)光伏并网逆变器中的每一相所包含的模块数目可能不同,导致模块间传输的有功功率存在差异,进而导致模块间的散热需求不同,不利于系统的模块化设计.为此,提出一种三相共直流母线CHB光伏并网逆变器的功率均衡控制策略,当三相所包含的模块数目存在差异时,即使电网发生不对称故障且逆变...     

一种级联H桥多电平逆变器故障诊断方法

为了诊断级联H桥多电平逆变器的开关管开路故障,提出一种基于载波层叠调制(LSPWM)技术的故障诊断方法,直接对H桥输出电压、负载电流和驱动信号的输出特性曲线进行分析。当部分驱动信号断开后,相应的电流和电压出现部分缺失和波动,从而推出故障情况下三者之间的对应关系。依据调制波和负载电流的方向,将系统运行分为4种工作模式,并在特定模式下诊断故障。对故障情况下负载电流过零处的特性曲线进行分析,用以识别H桥中对角开关故障。与现有方法相比,该方法扩展基于LSPWM下的故障范围为双管故障,诊断逻辑易于理解且不需要添加额外的硬件电路。通过仿真证明了所提故障诊断方法的正确性和有效性。     

单相级联H桥光伏并网逆变器控制策略综述

为提高光伏发电效率以及减小其体积,分析了级联H桥拓扑结构具有开关器件应力小、输出电压质量高及滤波器体积小等优点。由于其直流侧可由一块光伏组件单独供电,可对每个光伏模块进行最大功率点跟踪,进而越来越多地运用于光伏并网系统来提高系统的发电效率。根据控制策略中功率控制方法的不同,可将级联H桥光伏并网逆变器控制策略分为功率均衡控制和功率不均衡控制。分别对两种方法及优缺点进行了介绍,并结合当今级联H桥光伏并网逆变器的不足对未来发展进行展望。     

光伏并网级联H桥逆变器的无源控制

光伏并网级联H桥逆变器是典型的多变量、强耦合的非线性系统。针对目前采用线性控制简化或忽略了系统非线性特性这一问题,采用了一种本质上的非线性无源控制方法。首先,建立了逆变单元及并网级联H桥逆变器的数学模型;其次,建立了系统Euler-Lagrange模型,并对其无源性进行了分析;最后,完成了无源控制律的设计与仿真分析,其结果表明该方法在光伏并网级联H桥逆变器中表现出良好的控制效果。     

混合H桥级联逆变器的优化调制

两路电压比为1∶2的H桥混合级联结构可实现七电平的输出,有助于提高逆变器的功率密度。在采用多层载波层叠的调制方法下,低压单元一个桥臂开关管工作在高频,另一桥臂开关管工作在低频,两个桥臂开关管热量分布不均导致系统寿命/可靠性降低。提出一种优化调制策略,在保证输出特性和效率不变的情况下,使两个单元的开关管最高工作频率降低为原来的1/2,同时每个单元的四个开关管工作应力相同,有助于提高系统寿命/可靠性。最后通过仿真和实验验证了优化调制策略的可行性和有效性。     

基于H桥级联型变流器的有源电力滤波器

提出了一种基于H桥级联型变流器的有源电力滤波器(APF)系统的电路拓扑结构,分析其闭环控制策略和主电路系统参数。对APF样机进行了无功补偿试验和不平衡补偿功能试验。试验结果表明,APF系统动态响应速度快、补偿性能良好,验证了理论分析和样机装置设计的正确性。     

两级式级联H桥光伏并网逆变器功率平衡控制策略

针对两级式级联H桥光伏并网逆变器中因每个光伏单元功率不同而出现的过调制问题,本文介绍了一种基于最优三次谐波注入与限功率最大功率点跟踪混合控制策略的两级式单相并网级联H桥光伏逆变器的控制方法.最优三次谐波的注入能够提高调制范围,限功率最大功率点跟踪算法能够在超过三次谐波补偿范围的条件下,通过限制最大调制比所在单元的光伏模...     

逆变型电源容量与电流保护

与传统电源不同,逆变型电源多具有非线性的特点,其故障分析不适合使用传统方法,即基于线性系统的配电系统分析方法。在总结常规逆变电源控制策略基础上,利用对称分量法建立逆变电源的故障模型,讨论其容量与电流保护之间的关系。结果表明,对于含有逆变电源的配电网,为了保证其电流保护正常工作,电流保护的整定值应当按照其中的最小值来进行整定。     

一种优化的级联型多电平变换器拓扑

本文提出了一种优化的级联型多电平变换器，它可以由任意个任意类型的H-桥单元级联构成。各个H-桥通过设置合适的直流电压比，可以得到最大电平数的输出。相对于传统的级联型拓扑，在得到相同输出电平的情况下，新拓扑可以使用较少数量的开关器件和较少数量的独立电压源，从而简化电路，降低成本。本文以两电平H-桥(2-H)和飞跨电容型三电平H-桥(3-H)级联构成的拓扑为例进行了分析研究，并采用混合调制的方法通过仿真验证了该优化拓扑的可行性。     

中点钳位型H桥级联单相逆变器新型空间矢量脉宽调制方法

通过对中点钳位型H桥级联单相逆变器开关状态分析,得到了27种有效开关矢量。提出一种适用于该拓扑结构的单相空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)方法,该方法将单相一维空间矢量图分为8个区间。根据期望电压矢量幅值和矢量所在区间以及上一个开关周期的终止矢量进行输出脉冲合成类型判断,并基于开关次数最小原则提出3种矢量合成规则。根据伏秒平衡原理对每种脉冲类型的矢量作用时间进行了计算。提供一种兼顾电压均衡、开关次数最小和开关器件均衡利用的冗余矢量使用法则。利用DSP和FPGA芯片实现所提出的算法。仿真和实验验证了提出调制方法的正确性和可行性。     

基于TMS320F2812的高精度磁体电源系统的设计

基于磁体设计的高精度励磁电源,电流范围是0~200 A。采用TI公司的DSP TMS320F2812进行采样和反馈控制,使磁体电源精度高、纹波低。并且采用Microchip公司单片机PIC16F886作为数字显示系统控制芯片,注重人机交互,使电源操作更加人性化。论述了电源结构、工作原理和设计,并给出了仿真结果,进行了调试和运行,达到了预期的设计目标。     

含有源功率解耦的单相H桥逆变器综合可靠性评估

为抑制单相H桥变换器系统中直流侧低频纹波,近年来出现了许多功率解耦方法减小或消除DCLink电容,延长DC-Link寿命,提高其可靠性。然而,由于有源功率解耦引入了额外器件,且原有器件的应力也有所改变,因此,有必要对变换器级的可靠性进行综合评估。基于2 k W的单相H桥逆变器,通过器件级的电-热应力模型、寿命模型、Weibull分布得到器件级可靠性,并基于器件级可靠性,通过可靠性框图(RBD)得到变换器级可靠性,与传统无源解耦逆变器相比较,综合评估带两种不同有源功率解耦的单相H桥逆变器可靠性。     

三相逆变器用开关电源的设计

介绍了一种三相逆变器驱动、控制用开关稳压电源 ,重点讨论了开关电源的电磁兼容设计及高频变压器的设计。     

基于DSP的三相频率可调逆变电源设计

用TMS320LF2407ADSP芯片设计了一种采用SPWM调制策略的IGBT三相全桥逆变电路。对采用数字信号处理(DSP)实现的数字控制技术进行了深入研究,将SPWM调制策略与数字信号处理器(DSP)相结合,实现了输出频率可调,并通过仿真和试验验证了理论分析。     

小功率车载逆变电源的设计

介绍了一个小功率车载逆变电源。主电路采用DC／DC变换器和DC／AC逆变器两级结构,逆变器部分选择移相控制方式,移相控制信号用单片机软件产生,样机的驱动和输出电压波形表明完全实现了移相控制,具有电路简单、体积小、重量轻、使用方便等优点。