双极性移相控制矩阵式高频链逆变器的研究

针对双向高频逆变器固有的电压冲击和开关损耗问题,采用一种双极性移相控制策略：前级H桥逆变器将直流电压调制成高频矩形波,然后由矩阵变换器解调成双极性SPWM波,经输出滤波后得到正弦波电压。在稳态下,用分析Buck变换器外特性的方法来分析单相矩阵式高频链逆变器的外部特性。通过软件仿真验证了此控制策略的正确性。     

三相Boost型高频交流环节并网逆变器

提出了三相Boost型高频环节并网逆变器的电路拓扑。该拓扑由高频全桥逆变器、高频变压器(HT)和矩阵变换器(MC)组成。MC开关为双向开关,由2只n沟道MOSFET按共源极方式串联而成。针对输入为高频交流电流脉冲的MC提出了基于电流空间矢量的数字控制策略,分析了一个开关周期内的各工作模态;研究了变换器的工作原理和稳定性。通过一台300 VA的实验样机对变换器结构和控制策略进行了验证。     

一种高频链的IMC五桥臂逆变器

提出了一种用于双电机传动系统的高频链(HFL)间接矩阵变换器(IMC)五桥臂逆变器拓扑,解决了传统IMC五桥臂逆变器电压传输比低的问题,同时具有功率密度高、传输损耗低、能够实现输入输出级电气隔离的优点。提出了用于HFL IMC五桥臂逆变器的半周期双极性空间矢量调制策略和双逆变器输出的分层控制策略,实现了零电流换流的同时,扩大了变换器的应用范围。实验结果验证了控制策略的正确性和有效性。     

双Boost逆变及用于高频链矩阵式逆变器

适应高频链能量变换的特点,提出一种新型双Boost高频逆变电路,该拓扑由两个全控开关和两个储能电感构成,通过占空比大于0.5的控制方法实现高频升压及逆变输出.相对普通的全桥高频逆变电路,该拓扑可减少开关个数以提高变换效率,缩小高频变压器变比进而减小其体积和分布参数,因此可广泛应用于具有高频逆变要求的电路中.在分析其结构特点及工作原理的基础上,提出一种以双Boost高频逆变电路与典型三相输出型高频链矩阵变换器相结合的新拓扑,详细分析了Boost电感电流连续模式(CCM)下该电路高频开关周期内的工作状态,给出了相应的仿真和实验波形,结果证实了该拓扑在高频链能量变换器中应用的可行性及其控制方案的合理性.     

一种准双极性的三电平空间矢量调制方法

基于三电平逆变器冗余电压矢量的不同处理方式,提出了一种准双极性的三电平空间电压矢量调制方案.推导出用于空间电压矢量合成的作用时间,并详细分析了电压矢量的发送模式.该调制方案中,逆变器三相桥臂的每相电平变化关于半周期对称,便于计算机数字化实现.试验研究结果证实了所提出的调制方法的有效性.     

基于DSP的双极性双调制波高频链逆变器实现

研究了电压型高频链逆变器的拓扑及控制方式。选用了全桥全波式高频链逆变器作为主电路,采用双极性双调制波控制方案解决双向电压型高频链逆变器的固有电压过冲问题。理论分析了电路拓扑和控制策略的合理性和变换器开关器件实现软开关的可行性。设计了基于双极性双调制波控制的软件程序及数字PI控制器算法的TMS320F2812的闭环控制系统。实验结果表明,高频逆变桥开关管实现了ZVS开通,周波变换器开关管实现了ZCS关断,高频链逆变器输出高质量的正弦波电压,证明了基于DSP控制的双极性双调制波控制模式的高频链逆变器可行性。     

一种新颖的三相高频链矩阵式逆变器的控制方法研究

矩阵变换器是一种新型拓扑结构的绿色"全硅"功率变换器,具有巨大的研究价值和广泛的应用前景。文中就三相高频链矩阵式逆变器的换流问题展开研究,基于解结耦思路,提出一种新型SPWM混合调制策略,并详细分析了变压器高频交流周期内变换器的工作状态。该控制策略可实现一步自适应换流,有效解决矩阵变换器的换流问题。实验结果验证了该控制策略的可行性。     

一种减少矩阵变换器共模电压的空间矢量调制法

对基于空间矢量调制策略的矩阵变换器共模电压瞬时值进行了分析，得出了共模电压瞬时值形成的一般规律。提出了通过改变零矢量及位置，既减少矩阵变换器共模电压又使其开关次数最少的方法。此调制法使共模电压瞬时值比优化前空间矢量调制策略减少42．27％（最大值），比优化后的空间矢量调制策略减少33．34％（最大值），同时不影响输出电压及输入电流局部平均值。通过仿真验证了分析的正确性。     

一种开关损耗优化的Z源逆变器调制策略

现有的Z源逆变器调制策略较少考虑功率因数的变化。当功率因数变化时，由于通过开关器件的电流发生相位变化，原有调制策略所产生的开关器件损耗便不是最优的。该文提出一种广义Z源逆变器空间矢量调制（ZSVM2）策略，可以实现功率因数小于1时开关损耗最优。该文通过分析Z源逆变器独有的直通电流分布情况，得到开关损耗的计算方法。通过移动开关器件所通过的直通电流与交流电流相对位置，找到最低开关损耗发生位置。最后，通过Matlab/Simulink并联合PLECS仿真证明了所提出调制方法的有效性，同时搭建了小功率平台进行实验验证。该策略不与其他控制策略冲突，可以在此基础上叠加其他策略。     

三种三相四开关逆变器SVPWM策略内在联系

针对容错三相六开关逆变器故障重构后的三相四开关逆变器,对其3种基于不同等效零矢量构造方法的空间矢量脉宽调制(SVPWM)策略内在联系进行了研究。首先介绍了三相四开关逆变器的结构和工作原理,然后给出了这3种SVPWM策略的设计实现方案,并基于"五段式"序列,采用PWM规则采样法得到3种策略两相调制函数。通过研究表明,3种SVPWM策略两相调制函数都是相同的两个相位相差π/3的正弦波。最后,仿真和实验结果证明了理论分析的正确性。     

一种矩阵变换器的低调制比策略及实现

针对矩阵变换器空间矢量调制策略在低调制比输出时引起的换流问题及输出波形的非线性畸变,提出了三零矢量调制的空间矢量调制方案,同时设计了一套基于DSP和FPGA的控制系统.通过实验验证了该控制策略的可行性和正确性,达到了改善在低调制比给定时输出电压波形的目的,提高了矩阵变换器的运行性能.     

优化开关模式在高频SVPWM逆变器中的应用

针对数字化高频SVPWM逆变器的特殊要求，提出了两种适用于高频SVPWM算法的优化开关模式，分别采用纯软件方法和软件结合DSP内部空间矢量。PWM集成硬件的混合方法，应用于一高频SVPWM逆变器样机。该样机采用TMS320LF2407A构成的最小控制系统，可输出0～1kHz连续可调的三相交流电。     

一种双极性调制SPWM逆变器的研究与设计

介绍了一种正弦波逆变器的研究与设计,其主要原理是把直流电压经升压斩波电路变换到另外一种直流电压,再经H桥逆变电路逆变成所需的正弦波交流电。其中升压斩波电路采用PWM控制芯片SG3525作为主控芯片,而H桥逆变电路采用纯正正弦波逆变控制芯片TDS2285作为主控芯片。并针对死区电路、驱动电路进行了合理的设计,使逆变器运行安全高效。     

一种减少矩阵变换器共模电压的空间矢量调制法

对基于空间矢量调制策略的矩阵变换器共模电压瞬时值进行了分析,得出了共模电压瞬时值形成的一般规律。提出了通过改变零矢量及位置,既减少矩阵变换器共模电压又使其开关次数最少的方法。此调制法使共模电压瞬时值比优化前空间矢量调制策略减少42.27%(最大值),比优化后的空间矢量调制策略减少33.34%(最大值),同时不影响输出电压及输入电流局部平均值。通过仿真验证了分析的正确性。     

容错三相四开关逆变器控制策略

三相四开关逆变器作为传统六开关逆变器的容错拓扑得到了广泛重视,然而其控制性能低于六开关逆变器。在深入分析四开关逆变器运行原理的基础上,研究四开关逆变器的空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)控制方法,揭示四开关SVPWM控制的本质是以2路相位相差60°电角度的正弦波为隐含调制函数的正弦脉宽调制(sinusoidal pulse width modulation,SPWM)控制。为减少器件的开关次数,提出四开关SVPWM的"七段式"实现方式。指出四开关SVPWM最大线性调制比只有六开关时的一半,为提高直流电源电压的利用率,提出基于补偿电压矢量的四开关逆变器SVPWM过调制方法。仿真和实验结果证明了所提算法的正确性和有效性。     

推挽高频链软开关逆变器

提出了一种新型用于推挽电流源高频链逆变器的有源箝位电路.详细阐述了电路的工作原理、控制方案和设计方法.最后给出仿真和实验结果.研究结果表明,该拓扑具有拓扑结构简单,使用器件少,体积小,对辅助功率器件的电压应力和电流应力要求低,部分实现了主开关管的软开关等优点.     

基于新型两步换流的高频链矩阵整流器控制

介绍了高频链矩阵整流器（HFLMR）的双极性电流空间矢量调制算法,提出了一种新型的两步换流方法,该方法无需输出电流方向的硬件检测电路,提高了换流过程的可靠性,降低了成本。提出了基于d-q坐标系的HFLMR闭环控制策略,能在宽负载变化范围内获得单位功率因数控制、高质量的输入电流和输出电压／电流。仿真结果验证了控制策略的正确性和有效性。     

矩阵变换器在非对称输入电压情况下的一种改进控制法

在非对称输入电压情况下，短阵变换器基于空间矢量控制法的输出电压和输入电流中都将含有谐波分量。通过采用时变调制比的方法，可以消除不对称输入电压的影响，从而获得对称正弦输出电压或输入电流。     

软开关推挽式高频链逆变器

提出一种新颖的单级式推挽高频链逆变器拓扑,变压器初级侧采用电源端串接一个开关管的三管推挽结构,次级侧采用双绕组全波式周波变换器结构。该类逆变器具有拓扑简洁、初次级开关管均可在宽输出电流区间范围内实现零电压开通、变换效率高等优点。电路采用正弦脉宽脉位调制策略,变压器初级侧辅助开关管的工作频率是另外2个开关管的2倍,除去死区时间,辅管的驱动信号逻辑上是另外2个开关管驱动信号的与非关系。详细分析了各工作模态,讨论了次级占空比丢失、软开关实现条件及特殊变压器设计的关键电路参数设计准则等。最后,制作了一台输入40~60 V DC、输出110V AC、额定功率660 W的原理样机,实验波形及较高的变换效率验证了所提拓扑的正确性。