C-dump变换器开关控制方法的分析与比较

C-dump变换器是一种用于无刷直流电动机的新型功率变换器，其开关控制方式对电枢电流和变换器储能电容电压脉动有较大的影响。该文对C-dump变换器主开关和斩波开关的开关控制方式及其对电机电流和变换器储能电容电压脉动的影响进行了研究。首先对C-dump变换器主开关的PWM控制和滞环控制两种工作方式进行了比较。然后重点对斩波开关的滞环控制，斩波频率高于主开关频率的PWM控制、斩波频率低于主开关频率的PWM控制、主开关与斩开关同步PWM并结合斩波开关滞环控制等5种开关控制方法进行了详细的理论分析与比较。结果表明：主开关与斩波开关同步PWM并结合斩波开关滞环控制可较好地减小储能电容电压和电机电流脉动，有利于改善系统性能。最后进行了仿真与实验验证。     

三相光伏并网逆变器开关损耗抑制策略

针对并网接口逆变器输出电流需要快速动态响应的运行特点,采用电流滞环控制方法控制逆变器并网,滞环调制采用瞬时值比较方式,它具有自动峰值限制能力、电流跟踪精度高、动态响应快、不依赖负载参数和无条件稳定等优点。针对电流滞环控制开关频率高的缺点,提出一种基于低开关损耗的新型滞环控制方法,对三相并网逆变器进行控制并网,对其工作原理进行了详细分析。与传统滞环控制法相比,在保证并网电流质量的同时大大减小平均开关频率,从而减少了开关损耗。理论分析和仿真结果验证了此方法的正确性、有效性。     

一种APF模糊自适应可变环宽滞环控制器

为改善常规滞环控制方式逆变器开关频率高且频率变化范围大的缺陷,提出了一种基于模糊自适应可变环宽的滞环电流控制方式。由于滞环宽度随给定信号及电压的变化而自动调整,故可有效地减小开关频率及频率的变化范围。简要说明了自适应可变环宽的滞环电流控制方式的工作原理,详细地给出了模糊自适应可变环宽控制器的设计方法。通过对常规滞环控制方式、自适应可变环宽滞环控制方式及模糊自适应可变环宽的滞环控制方式的仿真研究,结果表明,所提方法有效地降低了开关频率,减小了开关频率的变化范围。由此构成的三相有源电力滤波器能很好地满足对谐波补偿的高精度和实时性的要求。     

电压型滞环控制的同步Buck变换器

阐述了电压型滞环控制和同步Buck变换器的基本原理，并对两项技术结合起来的电压型滞环控制的同步Buck变换器进行了详细的分析：对电压型滞环控制与传统电压型控制在负载瞬态变化时的输出电压进行了仿真比较。结果表明该控制方案所具有对负载瞬态变化有近乎同步响应的优点。在实际应用中采用TI公司的TPS5210芯片实现了滞环控制，验证了仿真结果。最后简要给出了对电压型滞环控制的开关频率进行估算的方法，     

光伏并网逆变器空间电压矢量双滞环电流控制新策略

提出了一种适用于三相光伏并网逆变器的双滞环电流控制改进算法。根据逆变器线电流与功率器件开关状态的关系,对线电流实行解耦控制,利用双滞环来判断参考空间电压矢量的位置,结合锁相环电路对输出的开关状态进行检测,构成频率闭环控制。最后利用Matlab/Simulink工具箱和3 kW实验平台对双滞环控制算法进行验证。结果表明,该算法保留了传统滞环控制电流跟踪响应快、有限流能力的优点,同时也有效地克服了开关频率变化不固定、开关损耗较大等问题。     

光伏并网逆变器空间电压矢量双滞环电流控制新策略

提出了一种适用于三相光伏并网逆变器的双滞环电流控制改进算法.根据逆变器线电流与功率器件开关状态的关系,对线电流实行解耦控制,利用双滞环来判断参考空间电压矢量的位置,结合锁相环电路对输出的开关状态进行检测,构成频率闭环控制.最后利用Matlab/Simulink工具箱和3 kW实验平台对双滞环控制算法进行验证.结果表明,该算法保留了传统滞环控制电流跟踪响应快、有限流能力的优点,同时也有效地克服了开关频率变化不固定、开关损耗较大等问题.     

并联有源电力滤波器不定频滞环SVPWM控制与滞环控制的比较

针对并联有源电力滤波器(active power filter,APF)传统滞环控制的不足,将滞环控制与电压空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)相结合,提出了一种基于不定频滞环的SVPWM电流控制策略。该方法的显著特点是通过识别参考电压矢量和电流误差矢量区域控制滤波器的输出,避免了复杂的计算和逆变器不必要的开关,并且可以减少高次谐波、加快响应速度。然后分析了与滞环控制的区别。最后仿真结果表明在补偿效果、开关频率和直流电压利用率方面,不定频滞环SVPWM控制比滞环控制均具有一定优势。     

基于模糊滞环控制的三相光伏并网系统研究

滞环控制是一种应用较为广泛的电流跟踪控制,在三相光伏并网逆变器系统的设计中,控制策略常采用电流滞环控制。这种控制方式存在的主要问题是开关频率不固定、电流谐波较大。针对该问题提出了一种模糊滞环宽度控制的方法。通过研究开关频率和滞环宽度之间的关系,建立模糊规则,动态地调节滞环比较器的宽度,从而达到稳定开关频率的目的。MATLAB建模仿真表明该方法与传统固定滞环环宽的方法相比,具有跟踪电流谐波含量小,跟踪精度高和响应速度快等优点,同时可有效地降低最大开关频率,保证系统装置运行的可靠性。     

三相PWM整流器滞环控制改进方法的研究

三相电压型PWM整流器的控制已趋于成熟,其中以滞环控制方法最为经典.针对传统滞环控制策略存在的开关频率不固定从而造成谐波畸变较大的问题,分别通过网侧电压叠加、固定开关频率及不对称环宽等3种方法对传统滞环控制策略进行改进,实现滞环宽度按控制规律可变,从而固定开关频率,减小谐波畸变,最后通过仿真和实验验证了改进方法的优越性...     

定环宽逆变器电压滞环控制环宽-谐波畸变分析

针对单相半桥逆变电源,提出一种恒定滞环宽度的电压滞环控制方法,并通过对输出电流的检测实现开关管的零电流开通(Zero Current Switching, ZCS)。控制器通过检测负载输出电压并与电压滞环比较,当输出电压超出控制滞环、且输出电流为零时控制相应开关管开通,直至输出电压重回控制滞环带或输出电流过流时关断,进一步的,本文研究了定环宽控制下,滞环宽度与输出电压总谐波畸变率之间的关系。仿真结果表明,基于定滞环宽度的电压滞环控制方式在零电流开通状态下可良好地跟踪上参考电压滞环,且在恒定滞环宽度控制下,滞环宽度与输出电压总谐波畸变率之间呈线性关系。     

基于交错并联Buck变换器新型驱动电路的研究

传统的电压源驱动MOSFET的方式,开关损耗会随着开关频率的增加而显著增加。交错并联技术能够以较低的开关频率实现高频输出电压波动,具有纹波互消、相间分流等优点。在此将一种新型的电流源驱动电路应用于交错并联技术的Buck主电路,在对电路损耗进行详细分析的基础上,设计了在开关频率1 MHz、输入5 V条件下,实现输出1.3 V/20A的电路拓扑,达到了较小电压纹波输出和较高装置效率的要求。     

基于混合控制式交错并联LLC谐振变换器的充电模块研制

为了解决当前电动汽车充电模块效率低、功率小的缺点,提出了一种基于混合控制式交错并联LLC谐振技术的非车载式电动汽车充电模块整体设计方案。所述方案输入侧为VIENNA电路,输出侧为交错并联LLC谐振DC/DC变换器。采用交错并联技术减小输出电流纹波,提高充电模块输出功率的同时,采用移相变频混合控制策略,使得谐振变换器工作在较窄的频率范围之内,因此降低了磁性元器件设计难度,提高了充电模块的转换效率以及功率密度。给出了充电模块整体电路拓扑设计、各模块工作原理以及控制策略,研制了20kW原理样机,与纯变频式交错并联LLC谐振变换器充电模块的对比分析验证了所述方法的可行性。     

混合电动车用PWM整流器控制方法的研究

分析了PWM整流电路各种控制方法的优缺点,提出了将空间电压矢量控制和定频滞环优化矢量电流控制相结合的复合控制策略,既保证了系统有好的静态特性,又保证了系统的快速跟随性。对空间电压矢量方法进行了改进,在不改变系统输出特性的前提下,使开关频率降低了50％。仿真结果证明复合控制方法使系统具有控制精度高,调节时间短,超调量小等优点,能够满足混合电动汽车能量回馈系统的要求。     

自平衡电子电力变压器

提出一种基于级联多电平结构，具有自平衡能力的电子电力变压器(A-EPT)，其高压侧采用单相全桥级联技术，低压侧采用交错并联技术，并根据其结构特点提出一种简单有效的控制方案。在该控制方案中，通过采用载波移相技术提高了等效开关频率和输入性能；通过引入相移补偿信号，避免了级联模块间的直流电压不平衡问题。对所提出的A-EPT进行建模和仿真，并与常规变压器的运行状况进行对比分析。仿真结果表明：A-EPT能够很好地实现当变压器任何一侧系统出现电压或电流不平衡时，另一侧系统仍然能够自动保持本侧系统的电压或电流平衡，并且调节过程短，比常规变压器具有更好的性能。     

基于SiC器件的大功率交错并联Buck电路

交错并联Buck电路能够以较低的开关频率实现高频输出,在与传统的Buck电路输出电流相同的情况下,输出的电流纹波减小,支路电流为主电路的1/2,从而减小了开关管和二极管的电流应力,在一定程度上可以提升电路效率。碳化硅(SiC)作为一种新型材料,可以在高压、大功率、高频、高温条件下应用。在大功率条件下把碳化硅和交错并联Buck电路结合起来,与硅(Si)器件进行对比,通过实验进行验证,结果证明SiC交错并联Buck电路的应用优势。     

一种新的双幅控制有源箝位谐振直流环节逆变器

针对有源箝位谐振直流环节逆变器提出了一种新的双幅控制策略。通过直流环节采用母线电压双幅控制和逆变桥采用带有三态滞环电流调节器的电压电流双闭环控制相结合的策略,可以降低直流环节的损耗,改善逆变器的输出特性。它具有控制简单,输出电流脉动小,输出电压谐波含量小等优点。详细分析了电路的工作原理和控制策略,并给出了仿真和实验结果。     

应用于混合动力变换器中的新型变频控制方法

针对混合动力车载变换器中由于电感量较小，而导致功率器件工作频率较高，从而引起开关损耗过大的问题，该文提出了一种新颖的变频控制方法。该方法根据DC/DC变换器输出电压的变化相应地调整开关管的工作频率，有效地减少了在整个电压输出范围内的开关损耗，避免功率模块局部过热。同时，针对额定电流输出时开关损耗应力较大的问题，提出了电感电流恒脉动的变频控制方法。以此保证在整个输出电压范围内电流峰值恒定，从而在提高电感利用率的同时减少了开关损耗。另外，当输出电流小于额定电流时，提出了一种损耗最小化的变频控制方案。实验表明，采用变频控制方法在减少电感体积的同时，并没有使功率开关的损耗明显增加，从而合理地解决了散热问题。该控制策略可以用于混合动力车载变换器中。     

改进型交错并联Buck变换器的通道控制

交错并联Buck变换器采用通道控制能有效提高变换器的轻载效率,但是减小导通通道数后,总输出电流纹波显著增加,基本丧失了交错并联的优点。针对这一问题,提出一种改进型的交错并联Buck变换器的通道控制方案,随着负载电流的减小,改变导通通道数的同时改变各通道控制脉冲的相位,在提高变换器轻载效率的同时,减小输出电流纹波,使交错并联技术在通道控制中的优点发挥到最佳状态。以4相交错并联Buck变换器为例,通过仿真和实验验证理论分析的正确性。     

模块化多电平矩阵变换器低频控制方法

模块化多电平矩阵变换器(MMMC)在低频甚至零频率运行时,低频纹波电压与输出频率成反比,导致模块电容电压波动过大而影响MMMC安全运行。为解决该问题,提出一种MMMC低频控制方法。该方法外环采用层次化电容电压平衡控制,并基于能量交换规律将输出二倍频纹波电压当做有用成分,与电容电压直流分量共同参与平衡控制,最后,通过复合控制器实现MMMC相间平衡和低频纹波抑制的双重控制;内环采用各桥臂电流独立控制,避免了复杂的解耦变换和内部环流产生。该方法适用于输出零频率的特例工况。通过半实物实验验证了所提控制方案的可行性、有效性以及优良的动静态特性。     

强磁场电源软开关DC/DC变换器的研究

强磁场电源对于输出纹波有极高的要求。采用并联线性有源滤波技术可使输出纹波电流得到充分抑制,而这种有源滤波器的关键部分是可自动跟踪主电源输出的DC/DC变换器。由于功率较大,变换器必须软开关运行。针对强磁场电源的需求,提出了一种基于电流滞环控制的ZVS-CV电路,并论述了其软开关条件和控制方式。仿真及实验结果验证了该DC/DC变换器的良好性能。