钳位思想在高频软开关DC/AC变流器中的应用

介绍了一种低钳位低脉动输出准谐振PWM软开关逆变器,详细分析了其工作原理,并讨论了逆变直流母线电压过零条件,最后通过仿真和实验进行了验证。     

基于有源中点钳位五电平电路的双有源桥DC/DC变换器

采用多电平电路构建的双有源桥(dual active bridge,DAB)DC/DC变换器可适用于更高的电压等级并能显著地提高功率密度及性能。基于九开关管五电平有源中点钳位(five-level active neutral point clamed,5LANPC)电路构建DAB变换器,消除传统的八开关管5L ANPC电路所存在的电平跳变问题。通过分析开关状态之间的切换过程,选取的零开关状态实现所有高压开关管的软开关运行;通过分析不同开关序列对飞跨电容电压和直流侧中点电压的影响,提出一种飞跨电容电压的平衡控制方法。基于1kW样机的实验结果表明,该文构建的5L ANPC DAB变换器获得了优良的性能。     

一种新型有源钳位DC/DC变换电路

介绍一种零电压开关ＰＷＭＤＣ／ＤＣ变换电路。因其功率开关管可在无任何附加电压应力下开通和关断,使开关损耗大为下降。与常规的硬开关变换电路相比,具有更高的开关频率和较高的效率。     

高频AC/DC变换器优化控制策略研究

研究了一种基于GaN HEMT图腾柱软开关无桥PFC电路和LLC谐振电路的高频AC/DC变换器。通过数字控制变换器在临界模式及准方波模式间切换,可实现在全输入范围内零电压开通。闭环控制上应用数字滤波器并基于系统的非线性时变特性研究了补偿方法以实现系统快速响应。同时,为了提升变换器轻载模式下变换效率,采用了自适应多脉冲的突发模式控制方法。为了验证理论合理性和有效性,搭建了输入交流电220 V转输出直流电48 V、额定功率400 W的两级式AC/DC变换器,系统可系统满载时效率为95.2%,同非优化模式相比较提升了0.4%;5%轻载条件下,效率为80%,同非优化模式相比提升了42%;当系统输入电压减小为额定电压一半时,系统输出电压响应时间由8.4 ms减小为5.2 ms,响应时间缩减38%。     

新颖的双向电流源高频链DC—AC功率变换器

提出了一种新颖的双向电流源高频链ＤＣ－ＡＣ功率变换器的拓扑结构,并简要地阐述了其工作原理和控制方案。５０ｋＨｚ开关频率、２５０Ｗ／５０Ｈｚ输出的试验结果证明,双向电流源高频链ＤＣ－ＡＣ功率变换器具有拓扑结构简单,能双向传输功率,器件少,控制简单,动态响应好以及效率高等优点。     

软开关AC/DC变换器的电磁干扰研究

通过软开关改善ＤＣ／ＤＣ变换器的效率和电磁干扰（ＥＭＩ）特性,是提高ＡＣ／ＤＣ变换器ＥＭＩ性能的重要途径。通过对软件开关单位功率因数ＡＣ／ＤＣ电路的拓扑研究、ＰＳＰＩＣＥ仿真和电路实验,分析了软开关在ＡＣ／ＤＣ电路的ＥＭＩ特性改善的作用及其限制。     

软开关DC—AC变换器综述

软开关技术近来已应用到ＤＣ－ＡＣ器设计中,以达到更好性能、更高效率和更高功率密度。目前已研制出大量各种用途的新布局技术,但在这一领域中所做的研究价值还没有广泛地被人们所认识。本文的目的是按简单通用方式,将软开关ＤＣ－ＡＣ布局进行分类。布局分类２以谐振网络的配置（负荷、逆变器桥和母线）、开关波形的特性（零电压开关或零电流开关）和谐辰类型（串联或并联）为基础。讨论其工作原理,性能和结构的局限性。对软开     

基于LM5026的有源钳位正激DC-DC变换器设计

介绍了有源钳位正激变换器的工作原理以及LM5026芯片的功能特点,并以一个设计实例讨论了变压器和电感在有源钳位DC-DC变换器中的设计。结果表明,在28V输入电压时,效率超过90%,负载调整率也在1%以内,且实现了主MOS管的软开通,验证了有源钳位正激变换器良好的负载调整率以及高效性。     

单输出有源钳位正激DC-DC变换器设计

<正>激式DC-DC变换器的固有缺点是需要增加辅助电路来实现磁复位,MOS管的硬开通模式使变换器的效率低下。有源钳位可以回收励磁电感中的能量至输入端,初级开关管的软开关将MOS管的开关损耗降到最低。本文以一个设计示例讨论了变压器和电感在有源钳位变换器中的设计。结果表明,在24V输入电压时效率超过90%,负载调整率也在1.3%以内,验证了单路输出有源钳位正激DC-DC拓扑变换器良好的负载调整率以及高效性。     

基于矩阵变换器的AC/DC变换器

对传统的三相/三相矩阵变换器进行变换,得到一种新型的AC/DC变换器拓扑,并对该电路的工作原理进行了分析,通过在变换器的高频部分加入变压器,既实现了输入和输出的电气隔离,又减小了系统的重量和体积.本文对所采用的基于输入电压的双线电压调制策略机理进行了详细的分析,推导了在该调制策略下的输入电流和输出电压的表达式,说明采用该调制策略能实现三相交流输入侧电流正弦和单位功率因数,输出电压与调制指数之间存在线性的关系.采用MOTOROLA的16位微处理器和CPLD协调控制制作了一台样机,验证了理论和控制方法的正确性和可行性.     

三电平高频链电流源DC/AC逆变器研究

提出全桥三电平高频链电流谐振型DC/AC逆变器电路拓扑,利用电流串联谐振技术来实现所有开关管的零电流开关状态,且DC/AC/AC变换结构没有储能母线.给出电路拓扑结构并详细分析了谐振过程,波形最优控制方案每个象限内都采用5个谐振状态,效率最优控制方案每个象限只选择3个谐振状态来参与工作.针对全桥三电平电流隔离型DC/AC逆变器开关管比较多,逻辑合成比较复杂的状况,给出了利用卡诺图来得到开关管驱动信号逻辑合成的方法.实验结果验证了理论分析的正确性.     

AC/DC/AC PWM converter with reduced energy storage in the DC link

The paper introduces the family of quasi-direct converters, i.e., forced-commutated AC/DC/AC power converters including small energy storage devices in the DC link. In particular, the case of the three-phase to three-phase quasi-direct power converter is considered. Since energy storage minimization calls for instantaneous input/output power balance, a proper control strategy is needed. The paper describes a simple and effective control technique which also provides high-power factor and small distortion of the supply currents. After a discussion of the general properties of quasi-direct power converters, design criteria of both power and control sections are given, and experimental results of a 2-kVA prototype are reported     

AC/DC变换器的谐波分析简化方法

以6脉波AC/DC变换器为例,采用调制理论法对其进行了谐波分析,针对变换器输入电压以及开关函数,分别对它们进行了序量分解以及序特性分析,并在此基础上利用三相序量乘积特性对变换器的谐波计算进行了有效简化。利用简化方法对变换器直流侧电压以及交流侧电流进行了谐波分析,并且与仿真结果进行比较,分析情况包括:电压无畸变、输入电压不平衡、电压畸变以及开关函数不平衡。结果表明当存在电压谐波畸变时会根据畸变次数不同产生不同次谐波电流,而当系统出现电源不对称或者开关不对称情况时,都会在其交流侧产生3、9、15等次谐波。该方法适用的范围广,简单易行,可推广到12脉波或更高脉波变换器中,但是对单相电路并不适用。     

A PAM control method for a matrix converter based on a virtual AC/DC/AC conversion method

In this paper, a novel control method for a matrix converter is proposed. The proposed method is a PAM (Pulse Amplitude Modulation) control method based on a virtual AC/DC/AC conversion method. Output voltage amplitude is controlled by controlling a virtual DC link voltage with a virtual rectifier. Output frequency is controlled by a virtual inverter. First, the proposed method is explained. Next, the validity of the proposed method is confirmed through simulation and experiment using a 750‐W prototype matrix converter. Moreover, various characteristics of the proposed method and conventional virtual AC/DC/AC method are compared through experiment. As a result of the experiment, it has been understood that total harmonic distortion of output current and common‐mode voltage can be reduced compared with the case of using a conventional virtual AC/DC/AC conversion method. © 2008 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 166(4): 88–96, 2009; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience. wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20601     

交直流微电网AC/DC双向功率变换器控制策略

为了实现交直流混合微电网的可靠并网,基于微电网中AC/DC双向功率变换器下垂控制策略和预同步工作原理,提出一种适用于混合微电网中连接交直流子网的AC/DC双向功率变换器的控制策略。孤岛/并网模式时采用双向下垂控制实现双向功率流动。在由孤岛模式转为并网模式时,利用消除dq轴电压偏差实现幅值与相位同步,无需通过锁相环获取相位信息,实现平滑并网。同时,针对微电网中由于不平衡负载导致的三相不平衡工况,采用正负序分别控制的方法实现了非理想工况下微电网的同步互联。仿真结果验证了该方案的可行性。     

A control method for the matrix converter based on virtual AC/DC/AC conversion using carrier comparison method

This paper proposes a novel control method based on the virtual AC/DC/AC conversion for the matrix converter. The virtual AC/DC/AC conversion method is a very simple strategy to control the input current and the output voltage for the matrix converter. There are two new topics proposed in this paper. First, this paper proposes the minimum switching loss modulation on the virtual rectifier. In our proposed modulation, only two arms switching in the virtual rectifier using DC link current control by the virtual inverter can obtain clean sinusoidal input current. Second, a novel lean controlled carrier modulation on the virtual inverter is proposed. The leans of the triangle carrier are controlled by the duty ratio of the rectifier side pulse. The lean controlled carrier reduces harmonic distortion of the input current by avoiding interference between the rectifier control and the inverter control. These new proposals are confirmed by simulation and experimental results. © 2005 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 152(3): 65–73, 2005; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20144     

ZVS高效率AHB直流变换器的研究

分析研究了一种不对称半桥(AHB)直流变换器的电路工作原理.利用负载折射电流实现开关管零电压开关(zvs),同时采用同步整流控制技术,可以有效提高变换器的效率;研制了200W原理样机,试验结果表明:该变换器具有体积小、高效率、高功率密度等优点.     

全直流海上风电场高升压比DC/DC变换技术综述

采用直流汇聚、直流传输的全直流海上风电场,可以避免使用笨重的工频交流变压器,在功率密度、建设成本、系统损耗等方面具有较大的优势,因此基于直流汇聚、直流传输的全直流海上风电是目前海上电能传输的研究热点。在全直流海上风电系统中,风机端口电压需进行高变比升压后才能远距离传输,所以高升压比DC/DC变换器是整个风能变换传输系统中的重要环节。首先从变比、容量、故障隔离等角度对适用于全直流海上风电的直流变换器进行需求分析。其次对各种直流变换器的拓扑实现进行总结分类,并指出各种拓扑的优缺点以及应用前景。最后对各种拓扑结构及控制方法进行比较,对未来适用于全直流海上风电场的高升压比直流变换器进行展望。     

高频链式矩阵变换器的最小功率回流控制

隔离型DC/AC矩阵变换器由于减少了变换器的中间级,具有较高的功率密度以及效率,但存在功率回流的现象,产生较高的电流应力,对开关管造成较大的冲击.为了尽可能地减小功率回流,针对相移角φ和调制因数m的参数设置就显得尤为重要.对隔离型DC/AC矩阵变换器的调制方法和传输功率进行了分析,给出变换器相应的公式.在保证输出功率的...     

电压-电压SPWM控制DC／AC电路的研究

当直流供电电源电压大范围波动时,电压控制SPWM逆变电路的输出电压有幅值波动大、谐波分量大、动态响应较慢等缺点。提出一种能够适应输入电压大范围波动的新型电压-电压SPWM控制策略,并将其应用于实际系统,取得了较好的效果。