车用新型AC-DC矩阵式变换器

针对车用电子系统容量扩大和传统PWM整流器缺点问题,为实现输入单位功率因数和一级降压整流,去除死区时间引起的谐波带来的影响,本文提出一种新型基于42V PowerNet的车用双向AC-DC矩阵变换器。在基于三相-三相矩阵变换器理论基础上,推演出AC-DC矩阵变换器的整流调制策略,并研究了开关序列和换相的方法,采用优化AV法调制策略来控制整流器。运用四步换流策略解决了开关换相存在的短路、断路风险和死区时间问题,仿真和实验结果验证了车用新型AC-DC矩阵式整流器的有效性和正确性。     

双向隔离型AC-DC矩阵变换器的双极性SVM调制分析

首先介绍双向隔离型AC-DC矩阵变换器工作原理及能量流动方向的影响因素,然后详细分析双极性电流空间矢量调制方法的实现原理,最后设计了PI直接功率控制器用于调节充电电流。实现了单位功率因数控制和电网电流低谐波失真率,并通过仿真验证了设计的正确性。     

基于零矢量嵌入的双向隔离型AC-DC矩阵变换器分段同步控制策略

针对双向隔离型AC-DC矩阵变换器,提出一种基于零矢量嵌入的分段同步控制策略.其中,前级3-1矩阵式变换电路采用对称双线电压调制法,以提高电压传输比;后级全桥电路采用互补控制,简单易实现;前后级电路之间分段同步,并通过在前级电路中嵌入零矢量以实现能量的双向传输.仿真和实验结果表明,网侧电流三相平衡正弦,功率因数接近于1,输出电压和电流平稳,纹波小,且电感电流峰峰值随直流侧电压增加呈先减小后增大的趋势,当nU o=3 U i时,电感电流峰峰值最小,即电流应力最小.由此可见,采用该文提出的控制策略可实现双向隔离型AC-DC变换器能量的双向流动,保证了良好的输入输出性能.通过与传统控制策略的仿真与实验对比,采用所提出控制策略的双向隔离型AC-DC矩阵变换器在较低输出电压范围内具有更小的电感电流应力,有助于降低器件损耗,提高变换器效率,并提升系统可靠性.     

基于扩展移相的隔离型AC-DC变换器零矢量PWM调制策略EI北大核心CSCD

传统隔离型双向AC-DC变换器多为两级式结构,变换器效率低、控制系统复杂,现有的单级式解决方案通常依赖大量实时计算,难以兼具低电流应力、宽软开关范围和高功率传输能力特性。为此,该文设计基于双有源全桥的新型单级隔离型双向AC-DC谐振变换器,提出一种含有零矢量的复合频率调制策略。从高频开关周期入手,利用数学推导,证明所提方案在实现自动功率因数校正功能的同时,可降低开关器件的开关频率,免除附加吸收电路,实现交直流全桥的软开关,且几乎无功率回流,从而有效提升变换器的功率传输能力,所提单变量调节方法简化控制系统设计。最后,搭建额定功率为450W的仿真和实验平台,证明理论分析的正确性和调制策略的可行性。     

新型单管平方型AC-DC变换器的设计

本文介绍了一种单管平方型AC-DC变换器．重点讨论了变换器的主要设计并给出了电路原理图。     

非隔离型交直流变换器共模解耦控制研究

非隔离变换器高频开关及直流网不平衡负载使得系统产生高、低频共模电压,从而威胁设备及人身安全。建立了交直流接口双向AC-DC变换器共模等效模型,研究了交直流共地连接方式对高频共模电压抑制的性能。在直流侧引入中线桥臂,详细研究中线桥臂抑制低频共模电压的工作原理,并提出基于虚拟阻抗法及中线电流抑制的复合控制策略,以产生对称的双极直流母线电压,实现共模解耦。通过实验进行了验证,结果表明,提出的复合控制策略可消除共模电压和漏电流,且在交直流共地的变换器中具有良好的应用前景,从而证明了拓扑和控制的有效性。     

一种新型单级隔离型AC-DC变换器研究EI北大核心CSCD

文中提出一种新型单级式隔离AC-DC变换器及控制方案。所提结构在不改变图腾柱无桥功率因数校正(totem pole bridge-free power factor correction,TP-PFC)和双向全桥(dual active bridge,DAB)两级式AC-DC变换器特性的前提下,将TP-PFC高频桥臂和DAB原边侧第一个桥臂进行开关复用,减小了开关器件数目。同时,相较于TP-PFC和DAB两级式AC-DC变换器,取消了直流母线电解电容并且抑制了交流电感电流尖峰。利用其拓扑特点及所提出的控制方案,实现了拓扑开关器件的全范围软开关。首先详细分析所提拓扑结构的工作特性,包括工作模态、拓扑优点、功率特性及软开关特性;其次基于对拓扑的分析,提出控制简单的控制策略;最后,对所提拓扑结构及控制方案进行实验验证。     

矩阵式电力变换器的控制策略综述

对矩阵式电力变换器的几种控制策略进行了比较，分析了直接变换法、间接变换法和滞环电流跟踪法的基本原理和电压传输比。把矩阵变换器等效成一个虚拟的整流器和一个虚拟的逆变器，以虚拟逆变器为例，介绍了电压空间矢量脉宽调制(VSVPWM)技术的控制策略，并进一步探讨了实现这些控制策略的安全换流问题、开关损耗问题和谐波抑制问题。     

矩阵式变换器控制技术研究综述

矩阵式变换器是一种全新电能变换装置,由于其简单的拓扑结构及其优良特性,而成为变换器研究热点之一。对矩阵式变换器的多种控制策略进行了比较,重点介绍了空间矢量调制技术,并进一步探讨了实现这些控制策略的安全换流问题。     

高频隔离型AC-DC环节直流侧阻抗建模与稳定分析

为了解决高频隔离型AC-DC 环节阻抗建模问题,提出一种电压源型变换器(voltage source converter,VSC)与LLC 谐振变换器集成耦合设计成的高频隔离型AC-DC 环节(voltage source converter cascade LLC resonant con-verter,VSC-LL...     

矩阵变换器的电流控制策略

该文以矩阵变换器的输出电流为控制目标。首先将矩阵变换器等效为整流器和逆变器的串连，得出变换器基本滞环控制开关策略；并分别以改善其输出输入电流品质为出发点，分析得到正弦环宽滞环控制方法和输入电流空间矢量合成控制方法；在分析输入电压对输出电流影响的基础上，结合预测电流控制，得到了变换器独特的27矢量电流控制法。仿真证实了这些方法的有效性。     

3×4矩阵变换器的双电压控制策略

针对3×3矩阵变换器(MC)不能带不平衡负载问题,应用3×4 MC拓扑结构,其增加的中线桥臂连接到负载中性点。继承3×3 MC的双电压控制方法,并根据其调制过程的分析、推导,得出在不平衡负载情况下,三相桥臂的输出电压中含有零序分量。对中线桥臂单独采用脉宽调制方法,控制负载中性点的电压为相应的零序电压,从而使输出负载电压为三相对称电压。最后应用MATLAB/Simulink进行了仿真,仿真结果表明,应用所提出的控制策略,3×4 MC可以为不平衡负载提供三相对称的电压,验证了所提控制策略的正确性和有效性。     

矩阵变换器双电压简化控制策略

针对矩阵变换器双电压控制策略的简化进行了深入研究,将占空比系数的合成进行规律化,总结出占空比系数的一般表达式,该表达式适用于所有输入、输出相区组合。在分析原点开关的基础上,提出一个表示输入电压极值相正负极性的中间变量,制定输出新区新的划分原则,使新输出相区数目仅是传统输出相区数目的一半,并给出在新相区下占空比系数表达式变量的选择依据。简化控制策略无需进行复杂的输入、输出相区组合。搭建原理样机,用实验验证了简化控制策略的正确性与可行性。     

新型电动汽车双向隔离型DC-DC变换器控制策略

双向隔离型DC-DC变换器在超级电容储能供电的电动汽车上应用广泛,为了实现变换器中所有开关管零电压开关(ZVS)过程,提高双向隔离型变换器效率,提出了一种新型双向有源桥式变换器控制策略。在桥式变换器中增加并联谐振电感,利用占空比补偿的方法对驱动信号进行补偿,对谐振腔的电流值进行设计求解,选取合适的谐振电感值,对谐振过程中桥式结构一次侧和二次侧电压的相位差进行控制,通过脉宽调制(PWM)处理器综合调制后控制双向隔离型变换器。保证了能量双向流动的同时,实现了双向隔离型DC-DC变换器中所有开关管ZVS过程。试验测试表明,所提出的新型控制策略能够有效提高双向隔离型DC-DC变换器的效率。     

储能系统中三电平图腾柱AC-DC变换器的研究

储能系统中两电平变换器体积大,功率密度小;电压电流应力高,对器件耐压要求高,电路成本较高。针对上述问题,对2种T型三电平桥臂推衍,并结合图腾柱无桥电路,提出一族三电平图腾柱AC-DC变换器。该族变换器能应用于电动汽车充电系统、储能系统场景中,成本较低。对所提电路工作原理分析,并与现有几种电路对比,结果表明所提电路在器件数目、电压应力上更具优势。设计了适合三电平电路的控制及调制方案,通过分析后确定了其中1个电路的电流应力,为损耗理论分析奠定了基础。最后,仿真结果表明了所提电路的正确性。     

AC-DC矩阵变换器空间矢量优化调制模式研究

为减小输出电感电流纹波和窄脉冲,对AC-DC矩阵变换器空间矢量调制模式的优化进行深入研究。根据AC-DC矩阵变换器原理及工作模式得到输出电感电流纹波表达式及特性,分析7种调制模式零矢量与电流纹波最大幅值的关系,提出减小电流纹波的零矢量优化方法;考虑换流过程,分析不同调制模式窄脉冲条件和几率;为减小电感电流纹波和窄脉冲,提出一种分段优化调制模式,以实现输出电压全范围调节,改善输入输出波形质量。仿真和实验验证了本文的结论,表明了提出的优化调制策略的正确性。     

矩阵变换器电流控制策略

分析了传统矩阵变换器空间矢量调制策略,提出一种新型的矩阵变换器电流控制策略.该控制策略在虚拟整流部分,通过适当选取输入电压可实现高输入功率因数控制;在虚拟逆变部分,在一个采样周期内通过对输出电流进行基于规则的滞环跟踪控制及对虚拟逆变器的合适矢量选择,确保输出电流的误差在一个小的滞环宽度内.新型电流控制策略相比传统的基本滞环控制,减少了输入电流的谐波,改善了矩阵变换器的输入、输出性能.通过Matlab软件仿真分析并搭建Dspace硬件实时仿真平台对所提控制策略进行了实验研究,仿真及实验结果验证了新型电流控制策略的正确性.     

矩阵式中频电源预测控制策略研究

矩阵式中频电源具有输入输出同时可控的特点,针对传统控制算法只对输出电压进行控制的不足,设计了矩阵式中频电源预测控制策略。详细分析预测控制策略的原理和特性,采用了基于多步的预测控制方法。在此基础上建立了矩阵式中频电源的预测模型,设计了包含输入输出性能约束的评价函数。实验结果表明,所提出控制策略可抑制负载的扰动,实现中频电压的低谐波输出,同时可控制电源系统输入侧无功功率为零,有效地提高了系统的运行效率。优良的动静态性能表明,该方法可在大功率电源中得到进一步的推广和应用。     

可再生能源耦合氢储能隔离型变换器设计

针对可再生能源耦合氢储能的动态特性,提出基于移相全桥(phase-shifting full-bridge converter, PSFB)和双有源全桥变换器(dual active bridge converter, DAB)的新型隔离式三端口直流/直流(direct current, DC)变换器拓扑及调制策略,利用变换器的内外移相比可以单独或同时控制两个端口的功率,实现可再生能源发电与电解制氢、燃料电池多模式、多场景互动,与传统的基于单个变换器的解决方案相比,所提变换器具有元件数量少、体积小、调制灵活和安全高效等优点。通过仿真验证了所提拓扑及调制策略的正确性与有效性。