一种高电压增益的DC-DC变换器

为了克服传统Z源DC-DC变换器的升压能力有限、输入电流断续和电容电压应力大等缺陷，研究了一种高增益DC-DC变换器，分析了其拓扑结构和工作原理，并推导出电压增益、电容电压表达式。与传统源DC-DC变换器相比，具有升压能力强、电容电压应力小、输入电流连续、效率高和实用性强等优点，根据拓扑结构搭建了MATLAB/Simulink仿真模型并进行仿真验证，最后搭建出基于TMS320 F28335的实验样机，仿真和实验结果共同验证了变换器的工作特性。     

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。     

一种新型Z源逆变器

为提高Z源逆变器升压能力同时减小电容应力,提出了一种电源嵌入式Z源逆变器的电路拓扑理论;采用了开关电感和直流电源嵌入分支电路的拓扑结构,通过分析该拓扑的储放能过程,及其基本结构和工作原理,利用MATLAB/Simulink仿真软件进行了验证,最后基于DSP-TMS320F2812控制平台搭建样机进行实验验证,仿真及实验结果表明,该拓扑结构是可行的准确的;在有效提高逆变器的升压能力的同时降低了电容电压的应力。     

一种新型准Z源DC-DC变换器

本文针对传统的准Z源DC-DC变换器存在的输出电压有限、稳定性较差、增益较低等问题,提出了一种新型的准Z源DC-DC变换器的电路拓扑,并对该拓扑的构成及工作原理进行理论分析。运用MATLAB/Simulink软件对电路进行仿真,验证了理论分析的正确性。与传统的准Z源DC-DC变换器的拓扑结构相比较,表明新型的拓扑具有升压比大、可靠性高等优点。最后,通过搭建实验电路,验证了新型电路拓扑的可行性及实用性。     

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。     

一种改进型高增益Π源DC-DC变换器

针对传统Π源DC-DC变换器输入电流不连续、升压能力不强、电路效率低等问题,提出了一种改进型Π源DC-DC变换器拓扑,在保留传统Π源DC-DC变换器所有优点的同时,新的拓扑利用由电容、电感和二极管构成的无源吸收回路来吸收漏感能量,从而抑制输出电压尖峰。该网络不仅具有更高的电压增益,而且连续的输入电流特性使其能够应用于现代能源系统。对网络的电路结构和工作原理进行分析,并用仿真和实验进行了验证,仿真和实验结果证明了该变换器的有效性及其作为高升压DC-DC转换器应用的可行性。     

串联型Y源逆变器

为了克服传统Y源逆变器（YSI）输入电流不连续、电容电压应力和冲击电流大等问题,本文提出了一种串联型Y源逆变器的拓扑结构。其拓扑结构是在传统Y 源逆变器基础上将输入侧二极管和逆变桥的位置进行调换,电容极性也随之反转。串联型Y源逆变器不但实现了输入侧电流连续,电容电压应力和启动冲击电流小,还保留了传统Y源逆变器高增益的特点。首先对电路的拓扑结构和工作原理进行了分析,并通过数学公式推导证明了电容电压应力和冲击电流,然后用Matlab/Simulink软件进行仿真分析,最后搭建实验样机进行了验证,仿真和实验结果均证明了电路拓扑的可靠性和优越性     

建筑光伏系统中升压DC/DC变换器研究

DC/DC变换器是建筑光伏系统的重要组成部分,主要功能包括升压、最大功率跟踪和电力载波等,文中重点研究DC/DC变换器的升压能力。利用开关电容-电感技术对准Z源升压型DC/DC变换器进行改进,得到一种改进型准Z源DC/DC变换器,其升压能力增强,电容电压应力降低。该变换器在占空比小的情况下可实现高增益升压;当电压增益相同时,改进型Z源DC/DC变换器比传统Z源变换器开关管导通时间短,更有利于开关管的散热,延长开关器件的使用寿命。文中先分析改进型准Z源升压型DC/DC变换器拓扑的推演过程,详细分析其工作原理,分析变换器增益特性和电容电压应力特性,在理论研究的基础上,仿真和实验结果验证了新型变换器的优点。     

一种新型高增益准Z源逆变器

针对传统Z源逆变器升压能力不足,电容电压应力较高,输入电流断续,高电压增益时直流链电压利用率较低等问题,提出一种新型高增益准Z源逆变器拓扑。该拓扑结构通过在传统Z源网络中串入升压单元,并引入2个电容和2个电感,提高了升压能力和直流链电压利用率,并拓宽了调制比范围。在相同电压增益条件下,相比传统Z源逆变器,有效降低了电容电压应力;直通占空比更小,可降低系统直通状态时的导通损耗,实现了输入电流连续。升压单元级联越多,升压能力越强,调制比范围越宽,电压利用率越高,电容电压应力越低。在Matlab中进行了大量仿真研究,结果证明所提新型拓扑的正确性与有效性。     

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。     

开关电感型准Y源升压DC-DC变换器

介绍了一种新型的高增益DC-DC变换器拓扑———准Y源开关电感型DC-DC转换器(SLQY),可以改善准Y源变换 器自身的缺点,与传统准Y源变换器相比,既保留了传统准Y源变换器连续的输入电流?又提高了变换器的电压增益,由于具有连续的输入电流,其能够适用于可再生能源应用场合,进行了基本的工作原理的总结和分析,提供了MATLAB/Simulink仿真分析结果,并通过实验测试,验证了该DC/DC转换器的合理性以及高升压比。     

具有低纹波输出高增益DC-DC变换器

提出一种无耦合电感的交错式高升压比变换器拓扑。该结构由两个Boost电路和两个电压倍增单元组成,并以交错方式运行。所提变换器具备低电流纹波、低开关电压应力和高电压增益的特性。详细分析了变换器工作模态和电压增益特性,并与现有工作进行了对比分析。结果表明,输入电压为30 V时,输出电压高达300 V,并且开关管的电压应力仅为87 V,远低于传统变换器300 V的输出电压。最后,搭建了100 W的实验样机,实验结果验证了所提变换器的有效性。     

应用于新能源发电系统的双输入高增益直流变换器

在新能源联合发电系统中,多输入直流变换器能够简化系统结构和降低成本,因而被广泛采用。针对现有的多输入直流变换器输出电压低、功率不稳定的问题,提出了一种新型双输入高增益直流变换器拓扑。从双输入直流变换器的工作原理出发分析变换器的工作特性,并计算在不同工作方式下的电压增益。不同模式下的MATLAB/Simulink仿真结果表明,该电路拓扑具有高升压比、电路拓扑简洁,且输入源可根据负载协调分配等优点。     

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。     

一种新型高增益Quasi-Z源逆变器

为了解决传统Z源逆变器的升压能力不足,提出一种新型高增益Quasi-Z源逆变器。该新型拓扑结构将传统Quasi-Z源逆变器的两个电感用升压单元和改进型开关电感替换得以实现。在Matlab/Simulink下对该新型拓扑结构和传统Quasi-Z源拓扑结构的直流链电压、电容电压和负载电压进行仿真分析对比。结果显示,相比于传统的Quasi-Z源逆变器,该新型拓扑结构性能有了大幅度改善,提高了升压能力,使其可以有更加广泛的应用场合,有效抑制了启动冲击电流,从而避免了启动瞬间逆变器开关器件的损坏。     

一种新型DC/DC变换器实验系统开发

为强化DC/DC变换技术的实践教学,基于多绕组变压器和反激电路原理,开发一套DC/DC变换器教学系统。设计变换器的拓扑结构,分析工作原理及控制策略,计算变换器系统参数,建立数字仿真模型,设计变换器主电路、输出电压采样电路、开关管驱动电路等来搭建变换器实验平台。实验教学应用表明,该变换器实现宽输入/输出电压范围功能的同时,能够提高学生的电力电子技术综合实践能力。     

基于Trans-Z源逆变电路的UPS系统的研究

针对UPS系统中由传统逆变器缺陷引起的升压难、控制复杂、抗干扰差的问题,基于Trans-Z源逆变电路提出一种新的UPS系统拓扑。研究Trans-Z源逆变电路基本结构、工作原理;采用正弦脉冲宽度调制(SPWM)对电路进行总体控制并改变输出电压;在理论分析的基础上给出Saber下的仿真结果;最后,以DSP芯片作为逆变主控芯片,搭建应用于UPS的Trans-Z源逆变电路。实际结果表明,该电路克服了传统逆变器的缺点,移除了死区控制时间,具有更好的升压能力,且提升了UPS带载能力,更适合应用于UPS充放电控制中。     

用于改善PFC性能的交错式三电平变换器

在不增大输入电流纹波的前提下,为改善升压型功率因数校正变换器在高频状态下的输入电流过零畸变,同时减小电感体积,降低开关器件的电压电流应力,进而提高变换器的功率等级,提出了一种交错式三电平变换器拓扑。此拓扑将交错并联技术与三电平技术相结合,弥补了交错并联拓扑只能改善输入电流过零畸变,而无法提升变换器的其他性能的不足。分析了此变换器的原理及工作情况,并进行仿真,仿真结果验证了该拓扑的有效性。     

具有低电压应力的单开关、高升压比DC-DC变换器

提出一种适用于可再生能源应用场景的单开关、高升压、非隔离式DC-DC变换器。所提变换器由耦合电感、无源钳位电路、开关电容和升压电路组成。无源钳位电路可回收耦合电感的漏感能量,并限制开关管上的电压尖峰。此外,无源钳位和开关电容电路的有效整合增加了电压增益。简言之,宽连续导通模式(CCM)工作范围、耦合电感的低匝数比、开关上的低电压应力、近似零电流开关(ZCS)、二极管上的低电压应力、漏电感能量回收、和低占空比下的高电压增益是该变换器的优点。讨论和分析了变换器在连续导通模式(CCM)和非连续导通模式(DCM)下的稳态运行。最后,搭建了200 W的实验样机来验证所提变换器理论分析的正确性和可行性。     

一种新型耦合电感准Z源高增益DC/DC变换器

以传统的准Z源网络为基本框架,结合耦合电感升压技术,演绎出了一种新型的耦合电感高增益电路拓扑。将准Z源网络的电感替换为耦合电感的初级绕组,合理地利用准Z源网络的二极管和电容形成无源吸收回路,重新吸收了漏感能量,不仅提升了变换器的效率,而且还削减了开关器件的电压及其尖峰。将连接Z源网络的滤波电感替换为耦合电感的次级绕组,连接倍压单元并对其进行充电储能,共同提高变换器的输出电压。详细给出了新型准Z源DC/DC变换器在不同工作模态下的运行原理,分析了处于稳态时的工作特性。最后,搭建了一台200W的实验样机,验证了新型变换器可应用在大升压比场合的良好特性。