一种新型三电平智能变压器的研究

研究了一种新型的三电平智能变压器拓扑。以SEPIC变换器为例,将多电平技术应用到智能变压器中,使得开关管的电压应力得到大幅下降,同时也减小了滤波器的体积。分析了其工作原理和开关模态,并设计了带电容均压控制的电压瞬时值反馈控制策略。最后,完成了一台500 W单相原理样机,通过实验验证了新型拓扑及控制策略的正确性,充分体现了SEPIC式三电平智能变压器的优越性。     

电动汽车用新型三电平双向DC/DC变换器的研究

提出了一种新型的适用于电动汽车的三电平双向DC/DC变换器,该变换器不仅可以稳定输出电压,同时通过电压控制可以使输出电压跟随给定值在较大范围内连续变化,应用场合比较广泛。详细分析了三电平双向DC/DC变换器的工作原理,介绍了其基本控制策略。仿真验证了此拓扑的正确性和有效性。     

基于CLD模块的新型DC-DC升压变换器

为了满足电动汽车充电站及电动机车等应用环境中对高增益DC-DC升压变换器的需求,提出了一种新型的高增益DC-DC升压变换器的拓扑结构。对该新型拓扑结构的工作原理及其性能特性进行了严密的逻辑论证和理论分析,并通过一台额定功率为200W的实验样机对其理论分析结果进行了实验验证。理论分析及实验验证结果表明该新型DC-DC升压拓扑结构具有电压增益高、控制策略简单、开关管电压应力低等特点。能满足上述应用环境对高增益直流升压变换器的需求。     

一种双电源四输入端三电平逆变器

提出了一种由双直流电源构成的四输入端三电平逆变器拓扑结构,并采用三次谐波注入PWM作为调制方法。该逆变器通过前级两个电源和两个Buck变换器为后级电路提供四路电平,不同状态下后级电路工作于不同的三个电平状态;前级Buck变换器可以实现对直流母线电压的调节,有较宽的工作电压范围;采用三次谐波注入PWM调制方法能实现较宽的调制范围、低开关损耗及输出电压电流较少的谐波含量。分析了不同状态下双电源四输入端三电平逆变器工作原理、控制方法,并通过Simulink仿真验证了该结构的正确性和可行性。     

低压多电平功率变换器及其控制策略研究

文章提出了开关选择和附加双向开关多电平变换器的主电路拓扑结构并研究了其控制策略.两种新型多电平变换器都具有可控开关数量少、电路简单、输出波形质量高、功率转换性能好的优点.在使用相同数目可控开关的条件下,附加双向开关变换器输出电平数更多、输出波形质量更高,直流电压利用率高,但功率变换效率低于开关选择变换器.采用PSIM4.0对附加双向开关变换器进行仿真研究,结果证实该电路拓扑有效且实用.     

一种新型零电流三电平Buck变换器的研究

提出了一种基于零电流三电平开关单元的新型零电流三电平Buck变换器。与传统Buck硬开关变换器相比,新型零电流三电平变换器主开关的电流应力和导通损耗都没有增加,有源开关的电压应力因三电平技术的应用而减半。仿真结果验证了新型零电压零电流的可行性。     

三电平正反激直直变换器的研究

随着高工作的主电压、大功率技术的迅速发展,集成化和高频化一直都是电力电子学追求的目标。在直直变换器中,传统的三电平变换器虽减小了开关器件的电压应力,但电路功率密度较小。正反激变换器中变压器利用率高,但输入电压范围有限。提出了一种三电平正反激直直变换电路拓扑,把正反激电路和三电平电路组合在一起,不仅拓宽了变换器输入电压范围,增大了变换器的变换功率,同时提高了变压器的利用率。另外,变压器采用磁集成技术,将原有的两铁芯四绕组变压器集成为一铁芯四绕组变压器,减小了变压器体积重量,提高了变换器的功率密度。     

矩阵变换器的过调制策略及其仿真研究

本文在分析传统交-直-交矩阵变换器控制原理的基础上,提出了矩阵变换器的过调制控制策略.该策略首先对虚拟的交-直变换器进行过调制,以获得最大的虚拟直流整流电压,然后对虚拟的直-交变换器进行过调制,最终有效地实现了电压传输比的提高.文章采用傅里叶变换重点分析了两种过调制方式下的电压传输比,并利用MATLAB对不同的调制方式进行了仿真,仿真结果验证了文章的理论分析和过调制策略的正确性,为矩阵变换器的进一步研究提供了理论基础.     

一种新颖的多电平矩阵变换器的建模与仿真

在传统矩阵变换器和多电平逆变器的基础上，提出一种新颖的多电平矩阵变换器，介绍了其拓扑结构和工作原理．多电平矩阵变换器的能量传递，是通过三相输入电压对中点电容充电到一个恒定直流电压而实现的．选择适当的控制算法和电容电压，能在变换器的两侧合成低次谐波含量小且波形近似于正弦的可控输入／输出电压．对多电平矩阵变换器进行建模和仿真，并探讨了其输出能控性．     

基于DSP的单相桥式级联逆变器SPWM的研究

级联型多电平逆变器拓扑及其控制策略的研究和实现是当前高压大功率电能变换器实现的重要环节。文章介绍了2H桥级联五电平逆变器的主电路,采用了载波相移PWM法对其控制,分析了电路的工作原理和控制规则,推导出了输出电压的解析表达式;采用TI公司DSP芯片TMS320F2812控制器设计实现了控制电路。对2H桥级联型五电平逆变器的输出电压波形和频谱的实验分析结果验证了理论分析的正确性,证明了控制方法的正确性和DSP实现载波移相技术的便捷性。     

Control of chaos in SEPIC DC-DC converter

DC-DC converters are widely used in power electronic systems where there is a need for stabilizing a given dc voltage to a desired value. It has been reported that DC-DC converters exhibit different non-linear phenomena including bifurcations, quasi-periodicity and chaos under both voltage mode and current mode control schemes. In this work, current mode controlled SEPIC converter operating in continuous conduction mode is considered and by varying the reference current I_ref, the converter exhibits chaos. It has been observed that the system changes from a stable buck-like operation to an unstable boost-like operation by varying I_ref. Bifurcation diagram is plotted for control signal and capacitor voltage with I_ref as bifurcation parameter. Resonant parametric perturbation control technique has been applied to suppress chaos. Effects of phase shift and frequency mismatch are also analyzed. With phase shift, control power required for suppressing chaos has been reduced. Also intermittent chaotic stages are suppressed with the effect of frequency mismatch at the expense of increasing control power. The stability analysis in SEPIC converter is performed by means of discrete model and is validated through the simulated and experimental results.     

基于软开关的SEPIC变换器设计及其效率分析

关于在光伏系统中SEPIC变换器效率优化问题,由于光伏系统承担并网发电和输出电压,要完成大功率点的跟踪,但是转换效率往往不高,尤其是在工作频率很高时,转换效率会明显下降。为解决上述问题,提出将软开关技术应用到SEPIC变换器中,并对零电压、零电流准谐振SEPIC变换器的工作原理进行了分析,采用谐振参数的选取,应用软开关技术减小开关损耗,可以提高SEPIC变换器的效率。在MATLAB平台上对有、无软开关的SEPIC变换器进行仿真,通过改变工作频率,对两种变换器效率进行比较。仿真结果证明软开关技术能够提高SEPIC变换器的效率,为变换器设计提供了依据。     

新型交错并联反激变换器的稳定性研究

新型交错并联反激变换器具有电路结构简单,开关管电压尖峰小且无漏感能量损耗等优点,且其输入、输出电流脉动为开关频率的两倍,大大减小了输入与输出滤波器的体积。本文介绍了采用连续建模的状态空间平均法,建立了新型交错并联反激式DC-DC变换器在连续导电模式下的稳态及小信号数学模型,并利用控制理论,对单电压环反馈控制方式下的新型交错并联反激变换器系统进行了稳定性分析及校正设计,并通过MATLAB软件仿真及实验验证了以上理论分析的正确性。     

宽输入电压范围Z源谐振DC-DC变换器

设计了一种新型的采用Z源阻抗网络的谐振DC-DC变换器,可最大限度地减少变换器的开关频率范围,解决了传统串联谐振变换器在宽输入电压范围时效率退化的问题,在不损坏开关器件的情况下短期和开路,具有非常强的抗电磁干扰,可靠性大大提高.实验结果验证了变换器的性能.     

Buck型变换器自适应有限时间降压控制算法研究

针对负载未知情况下Buck型DC-DC变换器系统, 基于有限时间控制技术和自适应控制技术, 提出了一种新的快速降压控制算法.首先, 基于时间尺度变换, 对系统的平均状态空间方程进行变换; 然后, 利用饱和有限时间控制理论设计出一类新的快速降压控制算法, 以实现输出电压在有限时间内收敛到参考电压.由于控制器设计过程中考虑了饱和约束条件, 使得变换器的占空比函数满足0到1之间的约束条件.对于负载未知情况, 设计了有限时间观测器以估计未知负载, 最终得到自适应式的有限时间控制算法.与PI控制结果进行了仿真对比, 验证了所提出的控制算法既具有快速的调节性能, 又具有较强的抗负载变化性能.     

A new controller for DC-DC converters based on particle swarm optimization

We propose a new controller for DC-DC converters based on particle swarm optimization (PSO). This new converter controller uses the PSO optimization method to directly control, by itself, the output voltage of a boost DC-DC converter. In order to validate and qualify the proposed converter controller, we analyzed and implemented some variants of the PSO algorithm, namely the standard PSO and the global local best PSO. The proposed converter controller was then compared with a variant of the classic PI controller with anti-windup, for different operational conditions. The three controllers compared in this work were implemented in the microcontroller TMS320F28027 by using the code composer studio from Texas Instruments. The results show that the proposed controller exhibits better behavior in terms of settling time and overshoot. Unlike most popular DC-DC converter controllers, the proposed controller does not require any sort of optimal parameter determination.     

基于Buck-Boost拓扑的数字DC-DC变换器设计

针对常规DC-DC变换器输出电压调整困难、反馈实现复杂、智能化程度低的问题,提出了一种新型的能够根据用户要求快速改变输出电压的DC-DC变换器,并且能够根据电源输入的电压变化情况实时调整控制参数,实现稳定的电压输出,且输出电压不受输入电压变化的影响。通过对不同负载和电源输入变化的实验验证,该DC-DC变换器具有输出电压稳定精确、纹波率小、反馈快速准确的特点,对于某些对输入电压稳定性要求高的场合有实际应用意义。