多绕组同时供电直流变换器型多输入逆变器

提出多绕组同时供电直流变换器型多输入逆变器电路结构与拓扑族及其主从功率能量管理移相控制策略,对其控制策略、稳态原理特性和主要电路参数设计准则等关键技术进行深入分析研究,获得重要结论。该电路结构是由Boost型多绕组直流变换器和Buck型逆变器两级级联而成,主从功率能量管理是指第1,2,…,n-1路输入源输出最大功率,第n路输入源补足负载所需的功率。1 000V·A DC-AC全桥式多输入逆变器的仿真和实验结果表明,该变换器具有高频电气隔离、电压匹配能力强、功率密度高、多路输入源可同时向负载供电、占空比调节范围宽、多模态平滑切换等优点。     

高性能独立光伏发电系统

本文介绍一种高性能的独立光伏(PV)发电系统。为使PV发电系统能更具灵活性和推广性,系统后级的功率电路,由高效的升压变换器和脉宽调制(PWM)逆变器组成。在DC-DC功率变换中,为提高常规升压变换器的转换效率,引入了高效的升压变换器,以与低压的PV阵列并联运行,并对PWM逆变器进行解耦和简化。而且为对PWM逆变器进行电压控制,文中的自适应全滑模控制(ATSMC)系统,可保持总谐波失真(THD)较小的正弦波输出电压,在输出负载变化的情况下,其电压的变化也较小。此外,还介绍了不带任何光传感器的有效太阳光跟踪器,可使PV模块直接面向太阳,以捕获最大的光辐照度和提高系统的效率。文献[1]中给出的试验结果,证实了高性能独立光伏系统的高效升压变换器,PWM逆变器控制以及有效太阳跟踪器的有效性。     

微逆变器系统的DC/DC变换器的研究

微逆变器系统中的DC/DC功率变换具有输入电压低且电压范围宽、输入电流大以及输出电压高的特点.因此微逆变器系统要求DC/DC变换器具有高升压比、高效率和宽输入范围适应性的特点.LLC谐振变换器很好地符合这些要求.为此,研究了应用于微逆变器系统的数字控制的升压型LLC谐振变换器,提出了基于最佳励磁电感的LLC谐振变换器谐振腔参数设计方法,采用TMS320F28335DSP芯片实现了LLC谐振变换器的数字控制,详细地给出了软件系统的实现方法.最后制作了一台300W样机,额定输入电压下满载效率为96.6％,最高效率达96.8％,全输入电压范围内满载效率在96％以上.     

2017年第12期“高频、超高频电力电子功率变换技术”专辑征文启事

<正>为促进高频、超高频电力电子功率变换技术的研究和应用,促进高频、超高频电力电子功率变换技术向生产力转化,本刊拟将2017年第12期辟为"高频、超高频电力电子功率变换技术"专辑,以集中反映这一技术领域的最新科研成果,关键技术发展和创新,新装备、新产品的设计、生产和运行经验,国外相关情况和发展趋势。欢迎相关产品生产企业和研究机构的专家学者踊跃投稿。征文范围包括:①高频、超高频电力电子功率变换器拓扑;②高频、超高频电力电子功率变换器驱动技术,包括     

基于基波分析法的车载充电机CLLC谐振变换器参数设计方法

研究一种CLLC直流双向谐振变换器,适用于宽电压增益范围、宽负载范围场合应用。文中从基波分析法的角度,对CLLC谐振变换器的增益特性和阻性边界进行研究。针对传统设计方法在面对非阻性有源负载时存在的不足,提出一种基于参数优化且能保证全局软开关运行的设计方法。搭建一台输入电压640～900V、输出电压200～400V,双向功率5k W的实验样机,实验结果验证了理论分析的正确性和参数设计方法的可行性。     

超高频功率变换器研究综述

随着电力电子技术的不断发展,超高频(30~300 MHz)功率变换器逐渐成为研究热点。超高频功率变换器能有效减小系统无源元件的数值与体积,极大地提高系统的功率密度。但是极高的开关频率对系统的开关特性、拓扑特性以及控制特性均提出了更高的要求。该文从超高频功率变换器的发展背景入手,概述了超高频功率变换器的发展现状。介绍并比较了目前超高频功率变换器的主要拓扑,同时讨论分析了适用于超高频功率变换器的谐振驱动方式以及控制方法。为超高频功率变换器的后续研究提供了参考。     

差动正激直流变换器型高频环节逆变器

提出差动正激直流变换器型高频环节逆变器电路拓扑,并对该变换器的电路拓扑、瞬时电压控制策略、稳态原理特性、关键电路参数设计准则等进行了深入地分析研究。该逆变器是由2个相同的、输出反相低频正弦脉动直流电压的高频电气隔离双向功率流正激直流变换器以差动电路构成。理论分析和仿真结果表明,该变换器具有高频电气隔离、电路拓扑简洁、双向功率流、输出电压纹波小、负载适应能力强等优点。原理实验证实了这种逆变器的正确性与可行性,为实现新型逆变电源奠定了关键技术基础。     

单级双向反激式高频环节逆变器研究

讨论了一种新颖的基于双向反激拓扑的单级逆变器,并对该电路拓扑的工作原理、控制策略和关键电路参数设计进行了深入的分析。该拓扑由两个完全相同的双向反激变换器构成,两个双向变换器输入并联、输出串联,负载与两个双向变换器的输出端连接,从而组成一种单级逆变器。该逆变器具有单级功率变换、结构简洁、双向功率流和可靠性高等特点。实验充分证实了理论分析的正确性和单级逆变器的可行性。     

一种新颖的燃料电池功率调节系统

质子交换膜燃料电池输出电压随负载变化而变化。根据该特点设计了250W功率调节系统。它由高频逆变器、高频变压器和周波变换器三部分组成。该功率调节系统变换环节少,具有高效、高功率密度、控制简单的优点。采用电压瞬时值反馈降低了输出电压波形的总谐波量。为开发高效、高比功率的燃料电池电源系统提供技术基础。     

带整流桥负载的定子双绕组感应发电机系统宽转速运行时的稳态特性

针对带整流桥负载的定子双绕组感应发电机(dual stator-winding induction generator, DWIG)系统在宽转速范围内运行时的稳态运行特性进行了研究。建立了带电容滤波的整流桥负载的DWIG系统数学模型,指出整流桥负载是具有容性的非线性负载,提出了采用数学仿真的方法进行励磁电容的选取以降低变换器容量。采用控制绕组端电压定向的控制策略,对一台18 kW、270 V带整流桥负载的DWIG系统在变速时稳态规律进行了仿真和实验研究,结果表明发电机系统能够在4 000~8 000 r/min宽转速范围内稳定运行,控制绕组最大功率为功率绕组额定输出功率的37%,控制绕组电流的最大有效值为功率绕组电流额定值的21%,与输出功率比较,实现了大幅度降低控制侧变换器容量的目的。     

一种新型正激式三电平逆变器

本文提出以正激变换器为基础的正激式三电平逆变器。该变换器电路结构由依次连接的输入高压直电源、三电平变换器、高频变压器、输出周波变换器、输出滤波器以及输出交流负载构成,具有高频电气隔离、电路拓扑简洁、两级功率变换（DC／HFAC／LFAC）、双向功率流、输出滤波器前端获得三电平低频电压波、负载适应能力强、适用于大功率变换场合等特点,能够将一种不稳定的高压直流电变换成稳定的正弦交流电压。和传统的正激式两电平逆变器进行比较,可以得出该逆变器能减小输出滤波电感、并能降低变换器主功率开关管电压应力的结论。同时,分析了该逆变器的工作原理,设计了控制策略,并通过仿真论证了该逆变器电压应力小、输出电压质量高等特点。     

一种具有中点电位平衡能力的两级三电平逆变器

三电平逆变器开关管应力小,开关损耗低,输出谐波小,因而在大、中功率开关电源中有广泛的应用前景,但其存在着母线电容中点偏移的固有问题,而传统中点电位平衡算法在负载参数变化时存在着不可控区域。采用双输出三电平Boost变换器作为前级,可以在保证宽范围输入电压的同时,对母线电容中点电位进行平衡。分析了传统中点电位平衡算法在负载功率不平衡时的失效问题,在此基础上利用前级三电平Boost变换器解决逆变器的中点偏移问题,给出了变换器平衡母线电容中点电位的一种控制方法,并与传统算法的效果进行对比,最后进行了仿真和实验验证。实验结果证明该方法能够很好的解决负载功率不平衡时三电平逆变器直流母线电容的中点偏移问题。     

宽输入高增益隔离升压型DC/DC变换器

隔离升压型DC/DC变换器是一类可以将低压直流母线变换成高压直流母线并实现电气隔离的变换器的统称。该技术在新能源发电领域如燃料电池发电系统以及微逆变器系统中应用广泛,其研究热点是宽输入适应性、高增益和高效率功率变换。LLC谐振变换器很好地符合这些要求。为此,研究了基于全桥LLC谐振变换器的高增益隔离升压型DC/DC变换器,提出了单级式和两级式两种方案,单级式方案为输出稳压LLC谐振变换器,而两级式方案为Boost变换器级联输出不稳压LLC谐振变换器。分别提出了LLC谐振变换器在单级式和两级式方案中的基于最佳励磁电感的谐振腔参数设计方法,并且分别通过样机实验验证了所提出的设计方法的有效性。     

具有低入网电流谐波的组合光伏发电系统研究

针对大功率并网逆变器在低负载率下并网电流总谐波畸变率(THD)普遍超过国家标准的问题,对并网发电系统结构进行改进,该系统由1台采用LCL型滤波器的三电平主逆变器和1台采用L型滤波器的电平辅助逆变器组成,输出并行通过隔离变压器连接主电网。根据光伏阵列功率大小,研究了2台逆变器的3种工作方式、参数设计方法和控制策略,使系统在宽输出功率范围内并网电流THD均满足国家标准要求。搭建了小功率等级的实验平台,实验结果验证了所研究改进型光伏并网发电系统的有效性和可行性。     

2017年第12期“高频、超高频电力电子功率变换技术”专辑征文启事

正为促进高频、超高频电力电子功率变换技术研究和应用,本刊拟将2017年第12期辟为"高频、超高频电力电子功率变换技术"专辑,以集中反映这一技术领域最新科研成果,关键技术发展和创新。征文范围包括:①高频、超高频电力电子功率变换器拓扑;②高频、超高频电力电子功率变换器驱动技术,包括谐振驱动技术、电流源驱动技术等;③高频、超高频电力电子功率变换器控制技术;④新型材料半导体器件(SiC,GaN)在高频、超高频电力电子功     

宽增益高效率LLC谐振变换器拓扑

针对LLC谐振变换器增益负载敏感性强、与效率存在强耦合的不足,提出了一种由LLC 谐振变换器和两开关buck-boost构成的宽增益高效率LLC谐振变换器拓扑。通过采用输入并联与输出串联的方式,分别由LLC谐振变换器传输功率、buck-boost调节输出电压。其中,LLC谐振变换器运行于谐振频率,buck-boost采用PWM调节输出电压。分析了变换器的运行模式,给出了相应的参数设计方法,并进行了仿真验证。最后,对输入30 V、输出200~360 V、360 W样机进行了实验,实验样机增益范围和效率分别为6.67~12、97.4%。仿真与样机实验验证了所提出的宽增益高效率LLC变换器拓扑及其调制方法的有效性。     

2017年第12期“高频、超高频电力电子功率变换技术”专辑征文启事

<正>为促进高频、超高频电力电子功率变换技术研究和应用,本刊拟将2017年第12期辟为"高频、超高频电力电子功率变换技术"专辑,征文范围包括:①高频、超高频电力电子功率变换器拓扑;②高频、超高频电力电子功率变换器驱动技术,包括谐振驱动技术、电流源驱动技术等;③高频、超高频电力电子功率变换器控制技术;④新型材料半导体器件(SiC,GaN)在高频、超高     

2017年第12期“高频、超高频电力电子功率变换技术”专辑征文启事

<正>为促进高频、超高频电力电子功率变换技术研究和应用,本刊拟将2017年第12期辟为"高频、超高频电力电子功率变换技术"专辑,以集中反映这一技术领域最新科研成果,关键技术发展和创新。征文范围包括:①高频、超高频电力电子功率变换器拓扑;②高频、超高频电力电子功率变换器驱动技术,包括谐振驱动技术、电流源驱动技术等;③高频、超高频电力电子功率变换器控制技术;④新型材料半导体器件(SiC,GaN)在高频、超高频电力电子     

风光互补逆变器串联发电系统功率平衡控制

介绍了风光互补逆变器串联发电系统的拓扑结构,采用载波移相正弦波脉宽调制(CPS-SPWM)技术控制各个发电单元逆变器的通断,该调制方式下系统输出电压为多电平,且电压、电流的谐波含量大大降低。在功率预测和功率分配的基础上对发电系统进行能量管理,根据负载功率需求分别通过调节发电单元DC/DC变换器和蓄电池双向DC/DC变换器,控制各个发电单元以及蓄电池的输出功率,达到系统功率平衡控制的目的。仿真结果表明,该功率平衡控制策略能够保证系统功率平衡,满足系统在独立运行时负载功率跟踪控制的要求。     

燃料电池电站功率调节系统主电路研究

在燃料电池电站功率调节系统设计中,为了达到高效率、高可靠性和低成本的总体目标,需对功率调节系统进行优化设计。通过分析电路结构、工作电压等级和工作频率等因素,探索了功率调节系统的优化设计理论和规律。按功率调节系统优化设计规律,研究了50 kW级燃料电池电站的功率调节系统电路结构与工作参数的优化配合关系。同时设计了燃料电池中通过逆变器直接与负载联结以及通过升压斩波器-逆变器与负载联结两种电路的结构和参数。最后,通过实验对所提出的设计进行了验证。