一种新型三电平双向DC-DC变换器

三电平桥式电路中开关管承受的电应力比普通桥式电路中开关管承受的电应力减小一半,结合三电平电路结构的优点,省去了传统三电平双向DC-DC变换器中的一对飞跨电容,提出了一种新型三电平双向DC-DC变换器。该新型三电平双向DC-DC变换器使电路中开关管电应力减小,谐波成分降低。利用交错移相的控制策略进行控制,使得新型变换器中所有开关管均能实现零电压开关(ZVS)。通过2.4 kW的样机试验验证,提出的新型三电平双向DC-DC变换器性能优良,与传统的双向DC-DC变换器相比,效率有了显著提升。     

改进单周期控制策略的双向大变比DC-DC开关变换器

大变压比的双向DC-DC变换器广泛地应用于电池的充放电系统、电动汽车、不间断电源、启动/发电系统、光伏发电系统和航空电源系统等场合,其重要性能指标是效率、质量和成本。但是传统非隔离型双向DC-DC变换器在高频下难以取得较大变压比,同时会导致较大的电压电流应力和较大的损耗。为实现非隔离型双向DC-DC变换器的大变比应用,将耦合电感引入非隔离双向DC-DC变换器,实现输入输出电压大变比和效率提升;针对新型双向大变比直流变换器升降压Buck/Boost电路,提出一种改进单周期控制模型,该模型基于所提电路不同工作模式下的有效占空比并结合输出反馈补偿控制,实现有效控制和提高负载的动态响应能力。分析具有耦合电感双向DC-DC开关变换器的工作原理和控制特性,并通过计算机仿真和样机实验验证了所提电路和控制策略具有更高的转换效率、更强的鲁棒性和优良的抗扰动能力。     

一种新型高效电动汽车双向DC-DC变换器

电动汽车与电网端的能量传递过程受到广泛研究。以电动汽车用CLLC式双向DC-DC变换器为基础,在电动汽车端增加了超级电容交错并联倍流储能放能回路,提出一种新型高效双向DC-DC变换器。对新型高效双向DC-DC变换器的正向和反向工作过程进行分析,研究了增益特性,提出了开关管实现零电压开关（ZVS）的条件,对开关管电应力进行分析。制作了800 W试验样机,样机测试结果验证了新型双向DC-DC变换器中开关管能实现ZVS,开关管峰值电流小,与传统双向DC-DC变换器相比,效率得到提升。     

高压大功率双串联谐振多级电压式DC-DC变换器的研究

基于多电平理论,提出一种高压双LC串联谐振DC-DC变换拓扑。开关管零电压开通,损耗减少,开关频率提高;控制谐振网络作用电平进而间接控制变比,设计出适用于双LC串联谐振网络的二极管钳位网络,增大最高输出变比;结合频率控制,实现多级电压输出,具有BUCK-BOOST特性。电压调节更加灵活,适用于直流大功率变换场合;采用频率控制,避免了如传统BOOST变换器中,由于开关导通与关断时间不均匀而引起的损耗和温升过大等问题;通过MATLAB仿真并经过实验验证,证明了该拓扑的正确性。     

分段开关电容-BOOST变换器

开关电容变换电路以其较小的电磁干扰和较高的集成度越来越受到重视,但其电压调整特性较差,在源电压波动和负载变换需要调压的应用场合中,单独的开关电容电路难以满足要求。针对燃料电池和光伏发电等新能源发电系统,提出一种分段开关电容-BOOST升压变换电路,分段升压精确调压以满足源电压波动和负载变换对调压需求。最后通过实验验证了理论分析的正确性。     

一种新型大功率ZVZCS三电平DC-DC变换器

三电平直流变换器因其主开关器件电压应力仅为Vin/2且具有拓扑结构简单和软开关特性好等优点,受到工业界和学术界的广泛关注。基于IGBT的零电压零电流开关ZVZCS(zero-voltage zero-current switching)三电平DC-DC变换器是大功率高压直流变换的主流方案,具有通流能力强、软开关负载范围宽和原边通态损耗低等优点。但目前ZVZCS三电平直流变换器仍存在原边电流复位困难和整流二极管电压应力高等问题,限制了该类变换器在大功率场合的应用。提出一种新型ZVZCS飞跨电容型不对称PWM半桥三电平DC-DC变换器,采用电压可变电流复位电路,在保证主开关器件宽负载范围实现软开关的同时不增加副边整流二极管的电压应力,且复位电路中的MOSETs全负载范围ZVS(zero-voltage switching)关断和ZCS(zero-current switching)开通。此外,该电路在飞跨电容两端串联一个双向开关,防止原边电流复位后反向,该双向开关在全负载范围可实现ZVS关断和ZCS开通,因此增加的损耗可以忽略。讨论了电路的结构、工作原理和特性,设计了一台6.5 kW实验样...     

基于直流充电桩的双向谐振变换电路的研究

双向DC/DC变换器作为新能源汽车直流充电桩的重要组成部分,需要具有电能双向流动等特点,一般采用电容-电感-电感-电容(CLLC)双向谐振电路。针对CLLC双向谐振电路在DC/DC变换器的应用中易受到负载扰动导致输出电压不稳定的问题,结合CLLC双向谐振变换电路的系统模型,设计了模型辅助线性自抗扰控制直流充电桩充电系统,仿真和实验结果证明该控制下的CLLC谐振变换电路具有动态性能好,电压稳定性高的优点,在直流充电桩中具有广阔的应用前景。     

一种新型的软开关DC-DC变换电路

针对当前伺服系统中直流电动机的特点和变换电路的不足,提出一种损耗低、效率高、控制简单的软开关DC-DC变换电路。本DC-DC变换电路在实现电路功能的同时,所有功率开关管均为软开关,大大的降低了开关管的开通和关断损耗,并且功率开关管的电流、电压应力较小,开关管的导通损耗也得到降低,同时该电路结构简单、控制方便,能在整个占空比调节范围内实现软开关。     

推挽正激移相式双向DC-DC变换器研究

为了提高双向DC-DC变换器的动态响应特性,并降低电路拓扑中开关管电压应力、提高系统功率密度,本文通过详细分析推挽正激电路工作原理、环流问题以及箝位电容选择依据,提出结合移相式BDC与推挽正激电路提高DC-DC变换器的动态响应特性以及整体性能。电路拓扑中的ZCT方案实现了主开关管ZCS关断,更容易实现软开关,降低电流应力,减少损耗,提高系统功率传输能力,更加适用于中等功率场合。     

基于组合型双向DC-DC变换器的超级电容储能系统控制策略分析与设计

研究了一种基于组合型双向DC-DC变换器BDC(bidirectional DC-DC converter)的超级电容储能系统,该系统采用多组多通道交错Buck/Boost双向变换器串联,既可实现开关电流和电压应力的降低也可实现电感量的减小,同时有助于减轻超级电容单体电压低与应用场合电压高间的矛盾。串联变换器模块间的均压控制是该系统稳定运行的关键之一。基于双向变换器的小信号模型分析了超级电容储能系统电流控制与变换器模块均压控制的关系,设计了组合型双向DC-DC变换器的双闭环控制策略,在稳定控制超级电容充/放电电流的同时实现模块输入电压均衡的解耦控制。进一步根据母线电压变化及超级电容荷电水平提出了储能系统能量控制策略。通过两组三相交错Buck/Boost级联BDC储能系统的实验验证了控制策略的有效性。     

一种应用于光伏系统的反激辅助电源设计

针对光伏系统中高压输入的情况,提出一种改进型的电路,即采用2个反激电路串联来解决单管耐压问题,进而解决系统成本高、频率低、功率密度低等问题。首先,给出了主电路和主要参数计算,设计了一款主输出24 V的串联反激电路,控制部分采用电流型脉宽调制芯片UC2844。然后通过实验测出了开关管电压波形和输出电压波形。实验结果表明,该电路能很好地解决单管耐压和低频等问题。     

开关管高压放电检测仪的研制

由可调直流高压电源、放电检测器、控制器、触发器等构成高压放电检测仪,调节直流高压电源给储能器充电,当高压开关管在加高电压和等待工作过程中发生自击穿或受到高压脉冲触发导通时,放电检测器检测出开关管高压放电信号使放电指示和计数器工作。所研制的触发器检测开关管和高压放电检测仪,能确保开关管的高压放电不误检和漏检。     

应用平面磁芯结构的高功率密度整流变压器设计

为解决高压绝缘致使高频大功率开关电源中整流变压器功率密度不高的问题,通过分析常规结构整流变压器电位分布的不合理因素,提出一种新的变压器磁芯结构。它采用平面磁芯并联磁路构成变压器单元,由不同单元串级连接、层叠布局形成整个变压器磁芯。设计实例分析表明,该串级式层叠平面磁芯变压器的电位分布有利于提高整流变压器的功率密度,且比常规结构整流变压器的功率密度有显著提高。     

回龙抽水蓄能电站水泵水轮机

本文简要介绍了引进关键技术,自主设计制造国内首台高水头高转速水泵水轮机的特点及运行情况.     

坪石电厂红粘土的特性分析

以土工试验及原位测试的数据为依据 ,分析红粘土的特性及对工程的影响。     

卫星天线指向机构控制系统的设计与实现

卫星天线指向机构是通讯卫星和中继卫星等航天器的关键部件之一.为了达到卫星天线指向机构的高精度大力矩控制,设计了一种基于DSPC31+ FPGA数字控制器的控制系统实现方案.该系统以分离器件搭建的轴角解码系统获取旋转变压器的位置信号,并采用矢量控制的方法驱动永磁同步电机.实验结果表明,本控制系统最大输出力矩可达到50 Nm.在带50 kgm2转动惯量的模拟负载时,定位误差小于±28″且运动过程平稳,实现了指向机构高精度大力矩控制,对于卫星综合性能的提高具有重要的意义与应用价值.     

新型高功率高重复频率脉冲电源研制

介绍了一台适用于某强流电子束加速器的高功率、高重复频率脉冲电源,其基本电路采用三相半波整流构成直流电源,利用LRC直流谐振充电原理实现脉冲电源的重复频率运行。     

集成耦合电感升压-反激变换器的性能研究

集成升压-反激变换器(Integrated Boost-flyback Converter——IBFC)可在较小占空比条件下实现高电压增益,与传统升压电路相比,避免了因占空比处于极限状态而对电路造成较高功率损耗。在此基础上本文提出新型集成耦合电感升压-反激变换器(Intergrated Coupled-inductor Boost-flyback Converter——ICBFC)通过引入耦合电感代替IBFC中的储能电感,可有效抑制二极管反向恢复电流,减小反向恢复损耗并减小输出电容电压纹波,提高功率器件可靠性。本文着重研究了ICBFC中寄生参数、电路工作效率间的影响,并对两种拓扑进行比较。相同升压环境下,ICBFC效率更高,器件承受电流应力更小。在理论研究的基础上,用两台25 W实验样机验证了该拓扑的优点及理论分析的正确性。     

电力系统通信的不中断供电电源

通过对电力系统通信电源的特点，现状和问题的分析，提出了采用“交流单母线分段”和“直流双母线分段”的接线方式，按“N－1）的稳定规则”配置系统的功能单元，以“（1＋1）双回路”对通信设备供电的方案，并介绍了电力系统通信不中断供电电源成套设备的原理，元器件选择，组屏及组屏工艺。     

静电除尘用大功率直流高压电源的电磁兼容性设计

带高频环节的静电除尘用大功率直流高压电源的du/dt、di/dt和静电除尘器的工作方式(电晕、火花)所引起的电磁干扰对控制电路是一个严峻的挑战。为解决此问题,从电磁兼容的角度优化了控制系统的设计,并对功率电路的主要干扰源采取措施。通过在一台输出功率60 kW、输出电压60 kV、逆变频率20 kHz电源中的成功运用,证明此电磁兼容性设计方案实用、有效。