一种Buck型高频隔离三电平逆变器

针对传统Buck型高频隔离两电平逆变器在高压大功率场合中开关管电压应力大的不足,研究并设计了一种Buck型高频隔离三电平逆变器。该Buck型三电平逆变器电路拓扑具有功率开关管电压应力小,输出交流电压波形质量好,谐波含量少等特点。在提出逆变器拓扑的基础上,对其工作原理进行了详细的叙述,并设计了基于电压瞬时值反馈的闭环控制策略。该控制策略可以很快地响应输入电压与输出电压的变化。最后基于Saber搭建仿真模型仿真验证拓扑的正确性,并在实验室制作了一台1 k W的样机,对理论分析结果进行了实验验证,实验结果验证了该Buck型高频隔离三电平逆变器的正确性和实用性。     

一种新型推挽式三电平逆变器的分析与仿真

提出了由多电平逆变器、高频变压器、输出周波变换器等构成的推挽式高频隔离三电平逆变器电路拓扑,具有电路简洁、两级功率变换、双向功率流、高频电气隔离,该变换器的功率开关管两端为三电平电压波,降低了开关管的电压应力,能够将不稳定的高压直流电变换成稳定的正弦交流电。分析了该逆变器的工作模式、稳态原理与电压瞬时值反馈控制策略,给出了逆变器外特性公式,与传统的二电平逆变器进行比较,可以得出该逆变器可以减小滤波电感、并能降低主开关管电压应力等结论,通过仿真证实了该逆变器的正确性和先进性。     

三电平逆变器开关管电压应力解决方案研究

三电平二极管钳位型桥式变流器是适应高电压、大功率应用环境比较好的方案.然而,三电平逆变器开关管在开通关断过程中普遍存在电压应力超标问题.为了解决上述问题,对三电平逆变器开关管应力进行分析后提出了开关管驱动保护电路,设计并优化了三电平的驱动波形.最后,在三电平逆变器实验平台上进行试验验证了该方法的有效性.     

不均匀升压的七电平开关电容逆变器

新能源接入电网需要更可靠的逆变器,针对现有多电平逆变器存在拓扑结构复杂和功率器件电压应力高等问题,提出一种不均匀升压的7电平开关电容逆变器。该拓扑结构由双电容开关模块和全桥电路组成,以较少的器件数量和低电压应力实现两倍增益的7电平输出。采用最近电平逼近法和基频调制策略控制开关管的导通顺序,实现电容与电压源的串并联。拓扑结构简单、开关损耗和电压纹波小,且满足电容电压自平衡和不均匀升压功能,极大地降低了电压谐波的畸变率,提高逆变器转化效率。最后对逆变器拓扑结构的工作原理、调制策略和电路参数进行了理论分析,并通过仿真和实验验证了该拓扑结构的可行性与有效性。     

NPC三电平逆变器最优化虚拟电压矢量控制

三电平逆变器的中点电位不平衡不仅使开关管的电压应力增加,还会导致输出电流的谐波畸变率增高。因此,三电平逆变器的中点电位平衡控制一直是国内外学者的研究热点。以中点钳位型(NPC)三电平逆变器作为研究对象,提出了一种最优化虚拟电压矢量中点电位平衡控制方法。该方法首先以三电平逆变器固有的有限个离散电压矢量为基础,构造出连续的虚拟电压矢量。然后以参考电压和中点电位平衡为控制目标定义代价函数,此代价函数可以灵活方便地控制逆变器的综合性能。由最优化方法求解出使代价函数值最小的虚拟电压矢量,即为控制参考电压和中点电位平衡的全局最优解,此方法不仅可以保证输出电压有较好的跟踪效果,还具有较强的中点电位平衡能力和抗干扰能力。仿真和实验都对此进行了有效的证明。     

三电平双降压式半桥逆变器

该逆变器保留了两电平双降压式半桥逆变器无桥臂直通和高频高效率运行的优点.同时,相对于两电平的结构,其开关管的电压应力得到了降低,桥臂输出电压波形的谐波也得到了改善.分析了三电平双降压式半桥逆变器的电路工作原理,提出了一种实现三态运行的电流滞环控制策略,该控制策略实现了电路的半周期运行模式.最后对1 kVA的原理样机进行实验,实验结果验证了该三电平双降压式半桥逆变器具有优良的性能.     

一种光伏发电用高增益多电平逆变器

针对传统的多电平逆变器存在有源器件数量较多、电容电压不平衡、结构复杂以及电压增益低的问题,提出一种降低器件数量且可扩展的多电平逆变器。该逆变器由开关电容单元和两个半桥组成,使用1个直流电源、3个电容、13个开关管,实现4倍电压增益和九电平交流输出电压。该逆变器通过2个半桥代替后端H桥转换输出电压极性,可以有效降低开关管总电压应力。在所提逆变器的扩展结构中,电容逐级充电的工作方式进一步提高了电压增益和输出电平数。首先,详细阐述了所提逆变器的工作模式、调制策略、电容分析、电压应力计算和电路参数设计。然后,与其他类似多电平逆变器进行了比较。最后,通过仿真与实验验证了所提逆变器的可行性和理论分析的正确性。     

一种新型正激式三电平逆变器

本文提出以正激变换器为基础的正激式三电平逆变器。该变换器电路结构由依次连接的输入高压直电源、三电平变换器、高频变压器、输出周波变换器、输出滤波器以及输出交流负载构成,具有高频电气隔离、电路拓扑简洁、两级功率变换（DC／HFAC／LFAC）、双向功率流、输出滤波器前端获得三电平低频电压波、负载适应能力强、适用于大功率变换场合等特点,能够将一种不稳定的高压直流电变换成稳定的正弦交流电压。和传统的正激式两电平逆变器进行比较,可以得出该逆变器能减小输出滤波电感、并能降低变换器主功率开关管电压应力的结论。同时,分析了该逆变器的工作原理,设计了控制策略,并通过仿真论证了该逆变器电压应力小、输出电压质量高等特点。     

零电压开关PWM全桥三电平变换器

该文针对全桥三电平变换器提出了一种新的控制一一斩波加移相控制，引入了飞跨电容和钳位二极管，使全桥三电平变换器可以工作在三电平模式和两电平模式，同时实现所有开关管的零电压开关，从而使变换器适应宽范围输入电压的要求，并保持较高的变换效率。由于开关管的电压应力只有输入电压的一半，使该变换器非常适合高压输入的场合。此外，全桥三电平变换器输出滤波电感比传统全桥变换器大大减小，副边整流一极管的电压应力得到了降低。由于变换器的输入电流纹波很小，输入滤波器也得到了减小。该文详细分析全桥三电平变换器在该控制策略下的工作原理，讨论参数设计，并且给出实验结果。     

基于三电平逆变器的内置式永磁同步电机矢量控制研究

三电平逆变器输出电压波形比两电平逆变器增加一个台阶,其谐波含量低、波形质量好,有利于实现输出电压的正弦化,且单个开关管承受的电压应力小,适合向高压大容量方向发展。内置式永磁同步电机(IPMSM)为三相正弦波输入控制,用三电平逆变器来驱动IPMSM,有利于减少IPMSM的转矩脉动,实现高性能的调速控制。对基于三电平逆变器的IPMSM矢量控制技术进行了研究,建立了系统仿真模型。仿真结果表明:该系统的三电平逆变器输出电压波形正确,IPMSM的转速能准确跟踪参考转速,电机动态、稳态性能良好。     

感应电动机电源切换的UPS逆变器控制策略

针对重要负荷无缝供电的要求,提出了一种利用UPS逆变器控制实现的切换策略,使以感应电动机为代表的重要负荷在电源故障之后能快速平稳地切换到备用电源。通过分析典型动态负荷感应电动机的运行机理,说明了在失电状态下的残压变换规律和决定冲击大小的因素。对UPS中的逆变器通过空间矢量(SVPWM)方式进行调制,并对输出电压相位提出了一种相位分割的方式进行调整,最终实现在市电与备用电源存在相位差的情况下,对感应电动机负荷进行电源切换,有效避免了传统电源切换过程中对电动机的大电流的冲击。通过理论分析和Simulink仿真,最后进行了实验室试验,证明了策略的正确性和可行性。     

智能化网络三相UPS系统中交流旁路电源供电-逆变器电源供电切换装置的设计

设计了一种在智能化网络三相UPS系统中,交流旁路电源供电与逆变器电源供电的切换电路,并进行了实验。     

SVPWM开关优化模式在单相车载逆变电源中的应用

目前,空间矢量脉宽调制( SVPWM)技术以其母线电压利用率高、开关器件损耗小等众多优点被广泛应用于UPS/EPS、变频器等各类三相PWM逆变电源中.但是,由于单相电源的特点,使得该技术并未广泛的应用于单相逆变电源.针对单相全桥PWM逆变器的控制特点,在研究单相逆变电源电压调制信号矢量的基础上,将SVPWM技术应用于单...     

不间断电源关键器件分析

不间断电源(UPS)可以为计算机系统及其它信息系统提供安全可靠的恒压恒频供电电源而被广泛应用.论述了UPS中的关键器件-整流器、充电器、蓄电池、逆变器、锁相器、静态电子开关等器件,叙述了工作原理,对其中的重要技术进行了较为全面的分析.     

一种采用DSP控制并基于三相半桥逆变器的UPS

针对基于三相全桥逆变器的不间断电压(UPS)缺点,提出了一种用TMS320LF2407控制的基于二相半桥逆变器的在线式UPS.详细分析了该UPS的工作原理和电路结构,给出了软件设计方案.通过仿真和实验结果表明,该UPS系统具有带三相不对称负载能力强,输出电压波形总谐波失真度(THD)小,工作效率高等优点.     

Feasible enhancement of a three‐phase soft‐switching inverter with an auxiliary resonant DC link snubber

The purpose of this paper is to improve power conversion efficiency of a three‐phase voltage source type soft‐switching inverter with a single auxiliary resonant DC link (ARDCL) snubber. First, the operating principle of an ARDCL snubber discussed here is described. Second, this paper proposes an effective pulse pattern generation method of the zero voltage space vector of the three‐phase soft‐switching inverter using IGBTs or power modules that can reduce power losses in the ARDCL snubber treated here. In particular, a zero voltage holding interval in the DC rail busline of this three‐phase soft‐switching inverter is to be regulated according to the generation method of the zero voltage space vector. Third, the maximum modulation depth M_max under the condition of correction of the instantaneous voltage space vector can be improved by using a new zero voltage space vector generation method. Finally, the feasible experimental results of this inverter are obtained confirming the operating characteristics such as power conversion actual efficiency, as well as conventional efficiency THD and RMS value of the balanced three‐phase output voltage for an experimentally built three‐phase voltage source type soft‐switching pulse modulated inverter using the latest IGBT modules and evaluated from the standpoint of practical applications in industry UPS and new energy systems. © 2003 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 146(1): 89–99, 2004; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.10234     

UPS中直流电容电压纹波分析与抑制

不带隔离变压器的UPS电源由于其结构简单,成本低,效率高等特点受到了广大UPS用户的欢迎.但是,这种UPS的中间直流环节电容上存在着较大的纹波,它一方面会降低电容的寿命,另一方面也会影响功率因数校正和逆变器输出电压的质量.首先,从理论上详细分析了单相不带隔离变压器的UPS中间直流电容电压纹波产生的机理;然后,提出了一种抑制该电容电压纹波的解决方案,并针对该解决方案进行了理论分析和实验验证.实验表明,理论分析与实验结果完全吻合.     

基于MATLAB/SIMULINK的双频逆变器的仿真

逆变器输出电压波形质量与开关频率高低密切相关,但开关频率的提高带来了开关损耗提高.为了减小开关损耗提出了使用双频逆变器提高系统效率.它的高频部分采用单周控制方式,低频部分采用滞环控制方式,采用MATLAB软件仿真链接进行仿真.结果表明,跟普通单频逆变器相比,双频逆变器输出电压谐波总畸变率与普通高频逆变器差不多,达到1%以下.同时高频开关的电流大大减小,仅为单个高频逆变器中电流的20%左右,工作效率比单个高频逆变器提高5%以上.     

3kVA并联逆变器模块研究

采用公用电压外环方案,实现了三台1kVA基于无直流谐振环节的零电压软开关高频逆变器模块的并联输出。该并联方案具有简单可靠和组合方便等优点,可以有效地提高逆变电源的可靠性。