准Z源在三相AC/AC变换器中的应用研究

对于传统三相斩控式交流调压器的缺点和不足,提出了 3种新型三相准Z源AC/AC变换器电路拓扑,研究并分析了 其中一种电路的基本结构和工作原理,运用伏秒平衡原理计算出了占空比和输出电压的关系,利用MATLAB/Simulink仿真环境对新型电路拓扑进行仿真,并采用脉冲宽度调制方法(PWM)来控制占空比来调节输出电压。最后根据仿真来搭建实验电路,得出的实验结果验证了新型三相准Z源AC/AC变换器电路的可靠性和可行性。     

新型准Z源级联升压变换器

在准Z源升压变换器的基础上提出一种新型的准阻抗源级联DC-DC变换电路,在开关管占空比和输入电压相同的情况下,具有范围更广的实用输出电压并且效率更高。电路拓扑由大升压比阻抗网络依序级联构成,大升压比阻抗网络是由储能电感L1和依序级联的两个相同的SLCC型二端口阻抗网络单元串联构成。用MATLAB/Simulink对电路仿真,最后在仿真结果的基础上用TMS320F2812搭建出实验电路,实验结果和系统仿真结果共同验证了电路结构的可靠性和正确性。     

低占空比高增益Δ源DC-DC变换器

本文在传统Δ源DC-DC变换器的基础上,提出了一种低占空比高增益Δ源DC-DC变换器（I?）。为了克服传统Δ源变换器的局限性,本文所提出的电路拓扑结构不仅具有传统Δ源阻抗网络良好的升压增益和降低成本的优点,而且可在较低的占空比下实现较高电压增益,占空比的选取范围不受匝数比的限制。同时,平均磁化电流和纹波磁化电流均低于传统Δ源变换器,从而降低了磁芯损耗,减小了磁芯尺寸。其输入电流连续化,电容器的电压应力也有所减小,从而减少软起动时励磁涌流对直流电源的损害。通过对电路的拓扑结构和工作原理进行分析,详细推导了其电压增益的数学表达式。并通过仿真和实验验证了该电路拓扑的合理性和可靠性。     

基于升降压斩波电路的三相DC/AC逆变器研究

为了解决常用的逆变器所带来的问题,我们提出一种新型的带升降压功能的三相DC/AC变换器拓扑,并介绍了其工作原理。借助于PSIM仿真软件,对单相和三相电路进行了仿真研究,提出了由单相组成三相电压输出的构成方法。在列出仿真参数的前提下,给出了负载电压,负载电流以及调制给定电压和逆变器输出电压的仿真结果。仿真结果表明三相DC/AC逆变器可以实现50 kHz高频功率变换下宽输入电压范围工频逆变输出,证明了理论分析的正确性。     

新型单相电压型准阻抗源AC-AC变换器

给出一种新型的电压型准阻抗源AC-AC变换电路,分析了电路的基本结构和工作原理。这种电路拓扑由大升压比阻抗网络和单相LC滤波器依序级联构成,大升压比阻抗网络是由储能电感L1和依序级联的两个相同的SLCC型二端口阻抗网络单元串联构成。采用脉冲宽度调制法对电路进行控制从而改变输出电压,利用电感伏秒特性,用MATLAB/Simulink对电路仿真,最后在仿真结果的基础上用TMS320F2812搭建出实验电路,实验结果和仿真结果共同验证了电路结构的可靠性和正确性。     

三相Buck型三电平AC/AC变换器

提出三相Buck型三电平AC/AC变换器的电路拓扑结构,研究其电路工作原理,并给出控制策略以实现输出电压和飞跨电容电压的联合控制。相比于两电平变换器,三相Buck型三电平AC/AC变换器的开关管数量加倍,并增加了3个飞跨电容,但各开关管的电压应力均降低为原来的1 2,故适用于高输入电压大功率应用场合。仿真结果证明了三相Buck型三电平AC/AC变换器及其控制策略的可行性和理论分析的准确性。     

一种高电压增益低开关应力的DC-DC变换器

为改善传统Y源DC-DC变换器开关管电压应力高、占空比范围小等缺点,本文提出了一种改进型开关电感Y源变换器(ISLY)。该变换器升压能力明显提高,并且存在连续输入电流,与Y源、改进型Y源拓扑相比,增大了占空比的可调节范围,使电路具有更好的控制灵活性,同时减小了功率开关管的电压应力,从而提升工作效率、节约成本。本文对ISLY进行了详细的理论分析,提供了MATLAB/Simulink仿真结果与实验数据及波形,验证了该 DC-DC 变换器的合理性。     

三相电压暂变补偿装置控制策略的研究

提出了一种三相电压暂变补偿装置的主电路拓扑。该方案利用线电压对直流母线电容充电,扩大了补偿电压的范围。针对此方案对三相电压暂变进行独立补偿,采用了补偿装置的三角波比较控制方法,通过对比3种常见的控制策略的原理,最终给出了采用能量最优控制法系统的仿真结果和主电路补偿的实验结果。     

输出本质安全型准阻抗源Boost电压变换器设计

提出一种输出本质安全型准阻抗源Boost电压变换器,介绍了其电路的基本组成,分析了准阻抗源网络中电感器和电容器的元件选型。该电路由准阻抗源电路和Boost斩波电路组成,然后连接电感电容（inductance and capacitance,LC）滤波电路,控制信号为脉宽调制波。使用MATLAB/Simulink完成电路仿真,在仿真基础上搭建实物实验电路,实验结果验证了仿真及电路的正确性和可行性。     

新型三相级联准Z源交流变换器

提出一种新型三相级联准Z源交流调压器的电路拓扑,对拓扑的基本形式和工作原理进行了分析,对输入和输出之间的关系进行了推导。电路采用脉冲宽度调制法（PWM）进行控制,用Matlab/Simulink搭建仿真模型并对仿真结果进行分析,仿真结果验证了电路的可靠性和分析结果的正确性。     

中小功率三相高频节能型谐振直流环节逆变器

为使中小功率三相逆变器实现在高开关频率下的节能运行,首次提出了一种新型三相谐振直流环节逆变器拓扑结构.设置在逆变器直流环节的辅助电路参与换流过程时,桥臂输入端的直流环节电压能周期性形成零电压状态,主开关和辅助开关都能完成零电压软切换.在高频金属氧化物半导体场效应晶体管（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor,MOSFET）作为该逆变器的开关器件时,实现零电压软切换能消除MOSFET的容性开通损耗,有利于优化逆变器效率.文中分析了电路的工作流程.2.5kW样机上的实验结果表明开关器件都处于零电压软切换.因此,该拓扑结构对于研发高性能的中小功率三相逆变器具有参考价值.     

中小功率三相高频节能型谐振极逆变器

作为中小功率发电系统重要环节的三相逆变器的开关频率增大时,开关损耗也显著增大,不利于节能。为实现中小功率三相逆变器的高频化和节能化,提出了一种三相零电压开关谐振极逆变器拓扑结构.当桥臂上的辅助谐振电路处于工作状态时,开关器件并联的电容的电压能周期性变化到零,使开关器件完成零电压软切换,这有利于高频金属氧化物半导体场效应晶体管（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor,MOSFET）作为逆变器的开关器件.分析了电路的工作流程,实验结果表明开关器件处于零电压软切换.因此,该拓扑结构对于研发高性能的中小功率三相逆变器具有参考价值.     

Simple passive lossless snubber for high-power multilevel inverters

A passive lossless snubber circuit for multilevel inverters is proposed in this paper. The topology is simple and requires no extra control circuit. In order to reduce the high-voltage stress on power switches with this snubber circuit, an improved snubber circuit is presented by adding separate low-power direct current voltage sources into the original one. The operating principles and design considerations are described in detail in this paper. A prototype of a three-phase three-level diode-clamped inverter with the improved passive lossless snubber is built and tested. The simulation and experimental results indicate that not only can it realize the soft switching operation of the three-level inverter with low-voltage stress but also the topology and the control are simple.     

三相电压暂变主电路拓扑及其检测方法的研究

提出了一种三相电压暂变补偿的主电路拓扑。针对此方案对三相电压暂变进行独立补偿,提出一种单—三相检测方法,通过将各相电压变换,实现了对三相电压的独立检测。给出了检测方法的基本原理,并对其进行了动态性能分析。最后,得出了此检测方法的仿真结果。     

节能型三相桥式零电流开关整流器

为使三相桥式整流器实现节能运行,提出了一种节能型三相桥式零电流开关整流器拓扑结构,在各相桥臂上的辅助谐振电路处于工作状态时,整流器的开关器件能完成零电流软关断.三相桥式整流器通常以绝缘栅双极型晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT）作为开关器件,实现零电流软关断能消除IGBT拖尾电流产生的关断损耗.分析了电路工作过程,在三相3kW样机上的实验结果表明开关器件实现了零电流软切换.因此,该拓扑结构可实现以IGBT作为开关器件的三相桥式整流器的节能运行.     

三相PWM整流器在电动汽车充电机上的应用

本文对电动汽车充电机的功率电路拓扑结构进行了设计,详细分析了三相PWM整流电路的工作原理。同时针对充电机的特点对功率因数、充电效率等方面的性能做了优化,并结合实际电路对控制方法进行了改进。利用MATLAB/SIMULINK工具对电路拓扑和控制方法进行了仿真,仿真结果表明:设计的方法正确,软开关技术有效;与传统整流器相比,直流侧电压稳定脉动小,交流侧电流接近正弦,而且电压电流相位一致,能够极大的提高功率因数,同时充电的效率能够达到设计的要求。     

Z-Source AC–AC Converters Solving Commutation Problem

A new family of Z-source ac-ac converters with buck-boost ability are proposed, including four switches single-phase structure and six switches three-phase structure. New commutation strategies for these converters are proposed and safe commutation can be achieved without snubber circuit. The commutation strategies are easily to realize by sampling only voltage signals, and two switches are always turned on, so switching loss can be reduced. Analysis based on state-space averaging reveals the relationship between Z-source inductor current and filter inductor current as well as voltage ratio. The design considerations of voltage-fed single-phase topology are given as an example. Simulation results on the voltage-fed topologies and experimental results on voltage-fed single-phase topology verified the unique features of Z-source ac-ac converters and the proposed commutation strategies. These converters have merits such as less conduction and switching loss, less devices, therefore high efficiency and reliability can be achieved.     

节能型谐振直流环节逆变器

为改善逆变器的运行效率,提出了一种节能型三相谐振直流环节软开关逆变电路,在直流环节增设了辅助电路.当主开关需要切换时,提前使辅助电路进入谐振状态,将直流环节电压变化到零,保证主开关完成零电压软切换,并且辅助开关也能完成软切换.通过控制辅助开关切换的间隔时间来调节直流环节电压保持为零的时间,使逆变器能根据需要来调整脉宽调制策略.详细说明了电路的工作过程.实验结果表明逆变器主开关和辅助开关能完成软切换.因此,该拓扑结构对于研发高性能谐振直流环节逆变器具有借鉴意义.     

Micropower high-performance SC building block for integrated low-level signal processing

A switched-capacitor instrumentation amplifier which uses correlated-double sampling to reduce the amplifier offset is discussed. Additional offset caused by clock-related charge injection is cancelled by a symmetrical differential circuit topology and a three-phase clocking scheme. An experimental low-power test cell has been integrated, showing 100 /spl mu/V equivalent offset voltage and input noise equal to 270 /spl mu/V. For a fixed gain equal to 10- and 9-kHz sampling frequency, the power dissipation is 36 /spl mu/W (power supply: 5 V); the circuit measures only 0.2 mm/SUP 2/.