n阶谐振开关电容变换器潜电路图论分析法

介绍了谐振开关电容变换器中普遍存在的潜电路现象,然后针对n阶谐振开关电容变换器结构复杂、难于直接找到潜电路路径等问题,提出利用图论分析潜电路路径的方法。该方法将n阶谐振开关电容变换器的拓扑简化为有向图,根据连接矩阵算法计算节点间的所有通路,并通过增加虚拟节点实现回路路径的计算,再根据路径判据剔除虚假路径,从而区分正常路径和潜电路路径。最后,文中以降压式开关电容变换器为例,用实验验证了该方法的可行性。     

谐振开关电容变换器潜在电路路径分析

本文首先介绍了谐振开关电容变换器中普遍存在的潜电路现象，然后针对n阶谐振开关电容变换器的电路结构复杂的问题，提出了计算所有电路路径的连接矩阵算法以及辨别潜电路的法则。最后，以降压式开关电容变换器的潜电路为例，验证了该算法的可行性。     

升压式谐振开关电容变换器中潜电路的一般规律

相对于降压式谐振开关电容变换器,升压式谐振开关电容变换器构成方式不同,潜电路发生条件也有较大区别.本文根据其构成特点与运行规律,应用图论法获取变换器中的潜在路径,详细讨论了n阶升压式谐振开关电容变换器的潜电路工作特性,推导出变换器发生潜电路时的输出电压特性以及潜电路发生条件,归纳其出现潜电路的一般规律,从而为避免潜电路的出现,使之正常工作提供了理论依据.研究结果表明,在负载、开关频率和开关电容等参数相同的情况下,若n阶变换器工作在正常状态下,则其低阶(n-1,n-2,…,2)变换器必然工作在正常状态下.最后,实验结果证实了结论的正确性.     

高阶降压式谐振开关电容变换器的潜电路

由于开关电容个数的增加,高阶降压式谐振开关电容变换器较基本降压式谐振开关电容变换器的结构复杂,其潜电路现象更加丰富。该文在分析其构成规律和运行特性基础上,首先以3阶降压式谐振开关电容变换器为例,研究在不同运行条件下出现的潜电路特性,由此推导出n阶降压式谐振开关电容变换器潜电路发生的一般条件。研究结果表明,由高阶降压式变换器潜电路发生条件,可方便地得出各种类型降压式变换器的潜电路条件,证明若n阶降压式变换器满足潜电路发生条件,其低阶电路(n-1, n-2, ?, 2)必定工作在潜电路状态下。最后进行实验验证。     

ZCS谐振开关电容变换器的拓扑结构改进

零电流(ZCS)谐振开关电容变换器是开关电容变换器的一种新拓扑形式.通过建立ZCS谐振开关电容变换器的开关布尔矩阵,提出了一种分析其有效开关模态,辨识潜电路路径的新方法.当潜在回路出现时,变换器的输出特性出现非预期的变化.同时,通过对潜在回路电流路径的分析,提出了一种ZCS谐振开关电容变换器的改进电路,从而从根本上消除了变换器中的潜电路现象.实验结果证明了理论分析的正确性和有效性.     

DC/DC谐振开关电容变换器潜电路发生的一般规律分析

潜电路是由于设计时考虑不周,在正常的电子线路中由分布参数、器件非线性状态等诸多因素构成的潜藏于正常设计通道之外的通路.潜电路的隐蔽性很强,并不是在电子系统每次运行都发生作用,而是在某种特定条件下才形成.本文首先对升压、反相谐振开关电容变换器中存在的潜电路进行分析和验证,并与降压谐振开关电容器中的潜电路进行比较,探讨它们出现潜电路时的异同,由此总结潜电路发生的一般规律.本文同时推导出升压、反相变换器在潜电路发生时的参数关系,为预防谐振开关电容变换器潜电路发生提供设计依据.     

电力电子变换器广义连接矩阵及其潜电路判别

对电力电子变换器拓扑结构认识的局限性,导致实际运行中会出现非设计要求的工作模态或潜在电路,它们附加在正常工作模态中,使变换器特性异常。为探明所有可能潜在电路,提出了适用于电力电子变换器拓扑分析的广义连接矩阵,由此给出电力电子变换器潜在电路的一般判据,得到一种新的电力电子变换器潜在电路的分析方法。本文具体以三阶DC/DC升压式和1/3降压式两种谐振开关电容变换器为例,对电力电子变换器广义连接矩阵识别潜电路判据的可靠性进行了验证,实验结果验证了所提出的方法是正确和有效的。     

谐振开关电容变换器中潜电路现象的研究

潜电路是潜伏在系统中的一种通路或状态,它在一定条件下出现并导致系统产生非预想到的特性.该文在降压式谐振开关电容变换器中发现潜电路现象,其特点是在控制策略完全不变的情况下,仅由电路扰动就会导致潜电路现象发生.文中从理论上分析了产生该潜电路现象的原因,证明了它是一种在过去研究中未曾观察到的新现象,推导得出了潜电路的发生条件及相应的变换器运行特性,并基于潜电路的回路特征,提出消除潜电路的相关措施,并将这一结果推广到其它类型的谐振开关电容变换器.实验结果证实了这一发现和理论分析结果.     

新型谐振式开关电容变换器及其潜电路分析

针对传统三电平开关电容变换器存在硬开关或软开关实现较苛刻的不足,提出一种恒流充电谐振放电的新型1/2降压式开关电容变换器,谐振电容的谐振电流脉冲数减半,增大了电流占空比,降低了谐振电容的阻性损耗。以电路谐振和能量变换的规律,分析了输出电压、充电脉冲平均电流和变换效率等数学表达式,并得出一种简单的减少潜电路产生的新方法。这种谐振型开关电容变换器在一定范围内可通过调频方式调压,是一种谐振电感量小且效率高的直流变换器。最后通过仿真和实验验证了电路及其分析过程的正确性。     

电力电子变换器的开关布尔矩阵及潜电路分析

针对现有电力电子变换器潜电路分析方法存在的不足,提出了基于开关布尔矩阵分析电力电子变换器潜电路的统一方法.根据电力电子变换器的开关状态,建立变换器的开关布尔矩阵,通过布尔运算消去全开关布尔矩阵中的正常工作模态开关向量以及无效开关向量,得到变换器的潜开关布尔矩阵,进而辨识出变换器中存在的潜在开关路径和潜电路模态.以Mat...     

基于深度优先搜索的潜在电路计算机辅助分析法

潜在电路分析(sneak circuit analysis,SCA)对系统安全可靠运行有重大意义,电力电子变换器的潜在电路分析处于手工分析阶段。该文对电力电子变换器潜在电路计算机分析方法进行研究。根据电路原理建立电力电子变换器矩阵模型,由此采用深度优先搜索算法,对变换器中所有可能的路径进行搜索,再通过判断函数对搜索到的路径进行识别,得到变换器中的潜在电路。基于该方法开发的计算机软件应用表明,它具有方法简单、搜索时间短、无冗余路径、准确性高、通用性强等优点,适用于复杂电力电子变换器的潜在电路分析。以谐振开关电容(resonant switched-capacitor,RSC)变换器为例,验证提出的潜在电路计算机辅助分析方法的正确性。     

电力电子变换器潜在电路自动识别法

研究与开发电力电子变换器潜在电路自动识别的计算机辅助分析法,可提高所设计的电力电子变换器的安全运行可靠性。建立电路器件和拓扑的通用信息库,并根据电力电子器件的特点提出其电流特性模型,基于器件的电流特性模型和搜索算法自动查找变换器中所有的电流路径,在此基础上,设计出"器件类"和"功能类"线索表,以自动识别变换器中所有的潜在电路。基于该方法开发的计算机辅助分析系统应用表明,它具有操作简单、自动化程度高、通用性强、准确性高等优点,可适用于复杂电力电子变换器的潜在电路分析。     

高升压比DC-DC变换器的研究

随着电力需求的不断增长,高升压比DC-DC变换器的需求也不断增大。提出了一种新型的高升压比DC-DC变换器,该变换器基于两个围绕LC电路的全桥结构使其工作在增幅谐振状态,实现电容电压导数为正,以此来达到升压的目的,而不需要变压器的参与。详细介绍了该变换器的拓扑结构,分析了该变换器的工作原理,对该变换器建立了数学模型,并给出了变换器的设计步骤,最后在Matlab/Simulink平台上搭建了仿真模型。仿真结果表明:所提出的升压DC-DC变换器将4 kV升压到80 kV,升压比达20,因此具有很高的升压比。