一族零电压开关直流变压器

本文提出了一族能广泛应用于不间断电源、电压调整模块、分布式系统、功率因数校正、航空静止变流器、多路输出等领域的零电压开关直流变压器。该族零电压开关直流变压器利用隔离变压器的励磁电流，实现了全负载范围内功率管的零电压开关。以零电压开关推挽正激直流变压器为例，阐述了工作原理，给出了实现功率管零电压开关的条件，并进行了仿真分析和实验验证，1000W满载时，样机效率达到95%。最后，给出了一族基于励磁电流实现功率管零电压开关的直流变压器。     

一族零电压开关直流变压器

给出了一族零电压开关直流变压器,该族直流变压器利用隔离变压器的励磁电流,实现了全负载和全输入电压范围内功率管的零电压开关.以零电压开关推挽正激直流变压器为例,阐述了其工作原理,给出了功率管实现零电压开关的条件.仿真分析和实验验证表明1000W满载时,样机效率达到95%.     

考虑逆变器输出谐波的永磁同步电机转子位置估计误差分析

针对永磁同步电机脉振高频电压注入法转子位置估计存在误差的问题,提出基于脉振高频电压谐波分析法的转子位置估计误差分析理论。考虑功率管开关离散化致使三相逆变器输出谐波,对三相桥臂功率管开关向量进行傅里叶级数展开,结合空间矢量脉宽调制(SVPWM)理论求解逆变器各功率管开关时刻,计算估计dq轴电压基波分量。在此基础上,分析转子位置估计误差来源,推导出误差表达式。通过仿真、数值计算和实验分析各类系统参数对转子位置估计误差的影响规律,为永磁同步电机脉振高频电压注入法相关控制系统参数的选择与优化提供了理论依据。     

谐振变流型同步电机励磁电源

介绍了一种采用准谐振变流技术的同步电机励磁电源的工作原理和设计要点，该电源成功地实现了功率管在零电压条件下的开通和关断，其开关功率管上的电压应力仅等于输入直流电源电压，输出调节范围大于８。在输出功率为４８ｋＷ时，开关管上的平均功耗仅为１５０Ｗ左右。     

摩托车用串联开关稳压器的设计

介绍了一种摩托车用串联开关稳压器，分析了其工作原理，提出了一种电压自举驱动电路，有效地解决了当输入电压在输出电压甚至若干倍输出电压范围内变化时串联开关功率管的驱动问题。     

开关电感Z源逆变器的三次谐波注入控制策略

与传统z源逆变器相比。开关电感z源逆变器具有更强的升压能力,能更好地适应光伏电池输出电压的波动范围。但简单升压控制方式下的开关电感Z源逆变器的功率管电压应力过高,z源网络电容电压应力过大。为此,采用三次谐波注入调制策略。相同电压增益下,相比于简单升压控制方式。该控制方式能增加调制度,降低功率管和电容电压应力。理论分析和仿真实验验证了三次谐波注入控制策略的优越性。     

谐振交流型同步电机励磁电源

谐振交流型同步电机励磁电源四川联合大学黄念慈，高心（成都６１００６５）摘要介绍了一种采用准谐振交流技术的同步电机励磁电源的工作原理和设计要点。该电源成功地．实现了功率管在零电压条件下的开通和关研，其开关功率管上的电压应力仅等于输入直流电源电压，输出调...     

耦合电感式无源无损缓冲电路的优化设计

耦合电感式无源无损缓冲电路利用耦合电感的漏感与缓冲电容,在功率管开关过程中进行谐振,实现功率管的零电流开通和零电压关断。为了尽量减小开关损耗,并保证可实现软开关的较宽占空比范围,根据功率管的损耗模型并结合缓冲电路实现软开关的条件,提出一种基于该缓冲电路谐振元件参数的优化设计方法。采用该方法设计的耦合电感式无源无损缓冲电路不受最小电压应力无源无损缓冲电路中谐振元件参数的限制,拓宽了软开关的占空比范围,提高了效率。通过一台240W的带有该缓冲电路的Buck变换器原理样机,验证了理论分析和设计的正确性。     

一种软开关反激光伏并网逆变器的分析与设计

详细分析了一种反激光伏并网逆变器软开关电路的拓扑结构和工作过程。该软开关电路利用反激变压器的漏感与缓冲电容,在功率管开关过程中进行谐振,实现了漏感能量吸收再利用。在软开关电路中设计了调整电感,使谐振周期和谐振能量能够实现功率管漏源极电压箝位。在提高变换效率的同时降低了开关管关断电压尖峰。并据此设计了一台原理样机,实现了功率管的零电压开启,改善了逆变器的电磁兼容(EMI)特性,有效改善了并网电流波形质量。     

一种新型交错并联ZVS电流型推挽变换器

电流型推挽变换器适用于低压输入高压输出场合,但传统拓扑结构功率管工作在硬开关状态,开关损耗大、电压应力高,所需变压器匝比大。文中提出了一种新型的交错并联零电压开关(ZVS)电流型推挽变换器。所提出结构在传统拓扑基础上只需增加一个简单的箝位支路即可实现所有功率管的ZVS开通,箝位电路可有效吸收变压器漏感能量,输入并联输出串联结构可以减小原边功率管的电流应力、副边二极管的电压应力、滤波器的大小及变压器匝比。文中详细讨论了所提出变换器的工作原理、关键设计,搭建了一台800 W原理样机验证了所提拓扑的有效性。     

Novel Pulse-width Modulation Strategy to Minimize the Switching Losses of Z-Source Inverters

This article proposes a novel pulse-width modulation strategy to minimize switching losses of the Z-source inverter. The Z-source inverter has different pulse-width modulation patterns unlike the conventional voltage source inverter. Shoot-through states have been inserted within the zero states of the traditional pulse-width modulation patterns of a voltage source inverter to boost DC input voltage. Thus, the Z-source inverter has six active states, two zero states, and additional shoot-through states differentiating the Z-source and conventional voltage source inverters. The currents flowing through the switches of the Z-source inverter are larger than those of the conventional voltage source inverter, because Z-network currents must flow through the switches during the shoot-through states. Therefore, shoot-through currents increase the total switching losses of the Z-source inverter. In this article, switching losses of the Z-source inverter with the existing pulse-width modulation strategy are analyzed in detail. Then, new modulation signals of the Z-source inverter are introduced to produce unique pulse-width modulation patterns that minimize the switching losses of the Z-source inverter. The switching losses of the Z-source inverter with both pulse-width modulation strategies are simulated and compared. In addition, an experimental system has been built and tested to verify the effectiveness of the proposed strategy.     

新型软开关三相并网逆变器

提出了一种新型软开关三相逆变器,可以只采用一个辅助开关实现所有开关的零电压开通(ZVS),并抑制二极管反向恢复。逆变器的主开关和辅助开关具有相同且固定的开关频率,主开关和辅助开关电压应力均等于直流母线电压。分析了软开关三相桥式并网逆变器的软开关过程,研制了20 kW试验样机并完成了试验验证。     

一种高效率软开关三相并网逆变器

提出一种只采用一个辅助开关,即能实现所有开关的零电压开通,并能抑制二极管反向恢复的高效率软开关三相并网逆变器.逆变器可以采用空间矢量调制(SVM)策略,主开关和辅助开关具有相同且固定的开关频率.分析了软开关三相并网逆变器的开关过程,给出了谐振参数设计步骤.研制了20 kW实验样机并完成了实验验证,实验结果表明,并网逆变...     

一种混合9电平电压源逆变器及其变频脉宽调制

介绍了一种应用于中高压变频调速装置的9电平输出电压源逆变器，逆变器的主电路由2种不同拓扑结构的逆变电路组成，分别使用不同参数的开关器件实现，可以综合利用阻断电压高的器件和开关速度快的器件的优点。分析了逆变器主电路的拓扑结构及特点，研究了主电路的开关模式后提出了一种基于载波调制的适合于任意电平数目混合逆变器的PWM(脉宽调制)算法，最后仿真研究了混合9电平逆变器在变速驱动场合中的应用，并验证了算法的有效性。对线电压的频谱分析表明，混合9电平逆变器有很好的输出波形，输出谐波含量少，在高频段输出线电压的总谐波畸变率小于5％，输出电压的dv／dt小，可用于驱动大容量的中高压异步电动机。     

一种新型双频控制大功率逆变器的仿真研究

该文介绍了一种新型双频控制高压大功率逆变器,其拓扑由一个可以采用GTO等低频开关器件的大功率逆变器单元(主逆变器)和一个可以采用IGBT等高频开关器件的小功率逆变器单元(辅逆变器)级联组合而成.主逆变器单元采用定脉宽控制方式,主要用于输出功率以提高整个逆变器的功率等级;而辅逆变器单元采用多电平PWM控制技术,主要用于提...     

电机驱动用新型谐振直流环节电压源逆变器

为了实现电机控制系统的高功率密度和高性能运行,必须提高逆变器的工作频率以提高功率变换器的效率和增强性能。然而,较高的工作频率会引起严重的电磁干扰和开关损耗从而导致系统整体效率降低。软开关技术被认为是解决上述问题的有效方法,结合软开关技术的优点和脉宽调制(pulse width modulation, PWM)控制的特点,提出了一种新的用于电机驱动系统的谐振直流环节软开关电压源逆变器,通过在传统硬开关逆变器的直流环节添加辅助谐振单元,实现了逆变桥开关器件的PWM软开关动作,同时,辅助谐振单元的开关也为软开关操作。文中阐述了该软开关逆变器拓扑的动作时序和动作模式,并对软开关动作时序的瞬态过渡过程进行了数学分析。对提出的新型软开关逆变器驱动无刷直流电机进行了仿真和实验研究,结果验证了电路结构和理论分析的正确性与可行性。     

基于多电平随机脉宽调制技术的共模电压和谐波抑制方法

在PWM电机驱动系统中,多电平逆变技术可以降低系统中的共模电压和谐波含量,但是由于开关频率是固定的,在开关频率处的谐波仍很大。随机开关频率空间矢量调制技术可以通过对零矢量的控制,实现对共模电压的抑制,并且开关频率的随机化,使得开关频率处的幅值较大的谐波分散为一定带宽的幅值较小的谐波,降低了谐波的幅值。给出了混合型七电平逆变器的拓扑结构及控制方法,将高压单元的低频输出和低压单元的高频输出进行叠加,实现七电平的电压输出。分析了不同的开关状态对共模电压的影响,提出了用于共模电压抑制的矢量选择方法和用于降低谐波的开关频率随机化方法,仿真和实验结果显示,多电平逆变技术和随机脉宽调制技术的结合使用,大大降低了系统的共模电压和开关频率处的谐波分量。     

用于无刷直流电机驱动的谐振极软开关逆变器

用硬开关逆变器来驱动无刷直流电机会产生逆变器的开关损耗大和运行效率低的问题。为降低开关损耗,提出一种用于无刷直流电机驱动的新型谐振极软开关逆变器的拓扑结构,通过在传统硬开关逆变器的三相输出端添加辅助谐振电路,利用辅助电路中的高频变压器的等效电感与主开关并联的缓冲电容之间的谐振,实现逆变器主开关器件的零电压开关和辅助开关器件的零电流开关。依据不同工作模式下的等效电路图,分析了电路的换流过程和设计规则,并建立起了辅助谐振电路损耗的数学模型,讨论了谐振参数对辅助电路损耗的影响。制作了1台实验样机,实验结果表明逆变器的主开关和辅助开关都实现了软开关。该谐振极软开关逆变器能有效改善效率,降低开关损耗。     

考虑死区效应单相逆变器开关频率分析

针对逆变器死区效应引起的输出波形畸变问题,以单相电压型双极性SPWM逆变器为研究对象,提出一种以输出电压THD值最小为指标的选取逆变器开关频率的方法。首先,利用双重傅里叶变换和贝塞尔函数,推导了考虑死区效应情况下输出SPWM的傅里叶级数展开式。通过对输出SPWM电压进行频谱分析,研究了THD值和不同开关频率的关系。经研究发现,存在最优开关频率使得输出电压的THD值最小。其次,采用分段线性拉格朗日插值法,拟合不同死区时间选取最优开关频率的公式。最后,以TMS320F28335为控制芯片,搭建了单相双极性全桥逆变器试验样机,验证了理论分析与所提方法的有效性。实验结果表明,所提出的逆变器开关频率选取方法在减小输出电压THD的同时,减小了开关损耗,提高了直流侧电压利用率。     

高压变频器同步投切功能的研究

介绍了高压变频同步投切系统主回路的基本原理及实现方法,给出了同步切换流程及其保护逻辑,切换时利用软件锁相环技术调整变频器输出电压与电网电压的相位、幅值、频率一致,然后通过可编程控制器及自动开关完成变频与工频间的切换,试验验证了该方法的可行性,具有较高的现场应用价值。