基于“第二类”双重移相控制的双有源桥DC-DC变换器

在双有源桥(DAB)"第二类"双重移相(SDPS)控制的研究基础上,以回流功率最小为优化目标,分析并推导出不同负载条件下回流功率的数学模型,提出回流功率最小化的控制策略.在该策略下,"第二类"双重移相控制的电流应力比第一类的更小,不仅可以降低开关管器件的电流应力,减少磁性元件的损耗,还可以提高变换器的效率.研制小功率实验平台,开展实验验证.实验结果表明,相对于传统的单移相控制和"第一类"双重移相控制,该控制策略显著提升了变换器电流应力、磁性损耗和效率等方面的性能.     

移相全桥变换器软开关设计及效率优化

针对负载减小时传统移相全桥变换器滞后桥臂的开关管实现软开关的范围变窄,变换器效率降低的问题,通过分析变换器的工作过程以及变换器超前滞后桥臂实现软开关的条件,研究谐振电感取值不同对占空比丢失、滞后桥臂实现软开关、变换器效率的影响;设计移相全桥变换器电路参数,并通过saber软件进行仿真.结果表明取适当的谐振电感值,增加滞后桥臂软开关范围,可以优化变换器效率.     

基于LCL谐振型双有源桥的三端口DC-DC变换器及其解耦控制

为了降低集成式三端口DC-DC变换器多功率路径的控制环路间的耦合程度、优化动态性能,将双Buck/Boost与LCL谐振型双有源桥通过共用原边全桥开关单元集成到一起,提出新型三端口DC-DC变换器及其解耦控制方法. 该变换器实现了开关器件的复用,提高了功率密度;采用PWM+双移相控制,可以实现3个端口间传输功率的灵活控制;利用LCL谐振特性实现基波功率因数为1的功率传递. 本研究分析该变换器的工作原理、控制方式与谐波特性,并且根据基波分析法提出简单、有效的解耦控制方法,可以有效降低多功率路径间的耦合程度,提高系统动态响应能力;搭建400 W的实验样机,进行控制方式对比试验、典型工作模式切换试验、解耦控制对比试验,验证该变换器的可行性及所提解耦控制策略的解耦效果.     

一种适合18脉波整流的新型DC/DC变换器

自耦变压器方式的18脉波整流电路采用多相整流技术来提高设备的功率等级、降低谐波,而利用移相自耦变压器可以降低整流器的体积、重量和成本,但不能实现电气隔离.为此,将多脉波整流技术与实现DC/DC变换器软开关相结合,提出了初级采取全桥移相控制策略、次级使用多相整流电路的新型DC/DC变换器电路结构,分析了工作原理和软开关情况,最后进行了仿真和实验.仿真和实验结果表明:理论分析是正确性的,该变换器能实现滞后桥臂开关管的零电压开通和零电流关断.     

DC／DC全桥变换器软开关技术中的占空比丢失研究

概述了DC／DC全桥变换器软开关技术的9种控制策略,并详细研究了移相控制全桥零电压开关脉宽调制变换器ZVS的工作原理,分析占空比丢失原因,介绍了针对此种现象的一些改善措施。     

CLLC型三电平双向DC/DC变换器混合控制策略

CLLC型三电平双向DC/DC变换器采用变频移相混合控制策略。该控制策略结合变频控制与移相控制的优点,让变换器输出电压在宽泛范围内进行高效率的工作,且在不需要辅助电路下实现开关管和整流管的软开关。作者对CLLC型三电平双向DC/DC变换器变频、移相控制工作原理进行分析,分析软开关条件,计算工作区域,划分变频、移相工作范围,最后在MATLAB/Simulink平台上搭建仿真模型,仿真结果显示:输入电压范围宽,具有良好软开关特性。     

通信高频开关电源功率变换技术探讨

基于通信系统对电源DC-DC变换器的特殊要求，通过分析全桥式变换电路硬开关方式与软开关方式的工作原理和特点，对比几种谐振变换技术，提出移相控制的全桥串并联谐振变换器的设计思路并分析其优越性。     

高频逆变电源新型软开关调功策略的研究

详细分析了有限双极性控制策略应用在高频感应加热电源的软开关工作过程,理论上计算出有限双极性控制调节功率大小与电路中超前桥臂占空比的关系,并以TMS320F2812为平台进行了系统整体设计,实现功率调节、软开关控制和频率跟踪,提高了装置的效率与灵活性,并将控制方法进行验证。结果证明了此控制策略的可行性与合理性,在整个功率调节范围内实现了开关管的软开关,降低开关管的开关损耗。     

一种零压零流软开关直流-直流变换器

提出一种新型软开关DC-DC变换器。分析了其工作原理并进行了原理实验,所提出的拓扑电路实现了主功率开关、辅助功率开关及功率二极管的软开关,整机电路效率较高。     

一种新型模块化多电平DC-DC变换器北大核心

具有损耗小、传输容量大优点的高压直流电网被认为是建立大容量能量传输系统的关键,而为实现不同电压等级的直流电网互联,迫切需要一种适应于高压大功率场合的直流变压器（DC-DC变换器）.基于模块化多电平技术设计了基于半桥子模块拓扑的三相DC-DC变换器,采用等效电路的方法分析了其工作原理、电压变比和有功功率传输.变换器采用双环的直接电流控制,并针对变换器两侧设计了不同的控制策略,一次侧给定移相角并采用定交流电压控制,二次侧采用定直流电压和定无功功率控制.变换器利用最近电平逼近调制和基于排序算法的子模块均压策略.最后在PSCAD/EMTDC环境下仿真验证了变换器的直流变压能力以及控制策略的合理性.     

一种新型模块化多电平DC-DC变换器

具有损耗小、传输容量大优点的高压直流电网被认为是建立大容量能量传输系统的关键,而为实现不同电压等级的直流电网互联,迫切需要一种适应于高压大功率场合的直流变压器(DC-DC变换器)。基于模块化多电平技术设计了基于半桥子模块拓扑的三相DC-DC变换器,采用等效电路的方法分析了其工作原理、电压变比和有功功率传输。变换器采用双环的直接电流控制,并针对变换器两侧设计了不同的控制策略,一次侧给定移相角并采用定交流电压控制,二次侧采用定直流电压和定无功功率控制。变换器利用最近电平逼近调制和基于排序算法的子模块均压策略。最后在PSCAD/EMTDC环境下仿真验证了变换器的直流变压能力以及控制策略的合理性。     

一种基于多谐振模式的恒功率变换器

针对恒功率变换器理论分析复杂,设计难度较大的问题,提出了一种基于LC谐振的恒功率调节Buck变换器.该变换器结构简单,开关器件以及二极管均实现了软开关,拥有较高的效率;同时具有恒功率调节的功能,对短路故障的抑制能力较强.首先分析了变换器的工作原理;然后根据各工作过程时等效电路,通过理论分析给出了实现软开关的关键器件参数的约束方程,得出了恒功率调节的方式方法;最后进行了仿真验证,仿真实验结果表明了该变换器结构所拥有的诸多优点以及可行性.     

轻载或空载时软开关DC-DC变换器的实现及仿真研究

以往的移相全桥电路在轻载时很难实现滞后桥臂的软开关。为克服传统电路的缺陷，对一种新型的移相全桥变换电路的工作原理进行分析，该电路克服了移样全桥电路滞后桥臂难于实现软开关的缺陷，并给出了仿真结果，验证了此电路可以使4个主开关管在极轻载甚至空载的情况下实现零电压开关，同时减小占空比的损失。仿真结果证实了该电路工作的可行性。     

三相四桥臂模块化多电平变换器控制方法研究

模块化多电平变换器(MMC)由于其模块化可扩展、效率高和输出电能质量好等优点在高压大容量的场合得到了很多应用.然而,MMC需要很多个子模块串联来实现高电压等级的功率变换,子模块个数多且成本高成为制约MMC广泛应用的关键因素.三相四桥臂MMC通过四个桥臂实现对三相交流系统的控制,可以减少变换器所需的总的子模块数以及相关的元件数,具有很好的应用前景.本文首先分析了三相四桥臂MMC的拓扑结构及其数学模型,然后针对三相四桥臂MMC的结构特点,提出了一种基于60°两相系统的三相四桥臂MMC的控制策略.通过引入dq到AB的坐标变换Tdq/AB,实现了三相四桥臂MMC对电流的控制.在此基础上,增加内部电压控制和内部电流控制从而构成针对三相四桥臂MMC的完整控制结构.本文通过搭建三相四桥臂MMC硬件平台,实验验证了所提控制策略的有效性.     

双Buck-Boost集成DAB型三端口直流变换器电流应力优化

针对双Buck-Boost集成双有源桥型三端口直流变换器高频链的电流应力优化问题,提出相应的控制方法. 为了实现对各个端口电压与功率的调节,高频变压器原边采用占空比控制,原、副边之间采用移相控制. 副边2个桥臂之间的内移相角可以作为第3个控制量,以实现优化控制目标;提出在传统控制方法的基础上引入副边桥臂间的内移相控制,实现优化高频链电流应力的效果. 建立三端口直流变换器高频链各模式下电流应力优化问题的数学模型,给出电流应力优化的实现条件. 搭建500 W的实验样机,对所提的电流应力优化控制方法进行实验验证. 结果表明,利用该方法可以有效地降低高频链的电流应力,提升系统效率,负载端口轻载时的效果更加明显.     

用于电动汽车的交错并联软开关双向DC/DC变换器

双向DC/DC变换器作为电动汽车能量控制的关键性元件,是复合电源储能系统中不可或缺的重要部件之一.鉴于不同的双向DC/DC变换器拓扑结构的选择能够影响其成本的高低、性能的好坏,以电压、电流应力最小的双向半桥变换器为基础,采用不添增额外半导体器件的软开关技术,有效的减小器件的开关损耗,并选取两相交错式拓扑结构来弥补输出电压、电流纹波大的缺点.在双向DC/DC变换器中采用两个电流内环并共用一个电压外环的控制策略,通过仿真实验验证了该变换器能够实现对能量双向流动的稳定控制,具有零电压、零电流开关,输出电压、电流纹波小的优点.     

变频+移相控制的双有源串联谐振DC-DC变换器的小信号建模

变频+移相双自由度控制技术能够实现双有源串联谐振DC-DC变换器在宽范围工况下的零电压开通,从而有效提升变换器的工作效率和可靠性。提出了变频+移相控制下双有源串联谐振DC-DC变换器的小信号连续域模型,为研究在该控制机制下变换器的动态特性和闭环控制器的设计提供依据。所建立的模型基于广义平均建模法,选取输出电压的直流分量和电感电流、谐振电容电压的基波分量作为状态变量,准确描述了谐振腔对变换器动态特性的影响。在此基础上设计了输出电压闭环调节器,实现了变换器在ZVS变频+移相控制下的稳定运行。理论分析通过Matlab/PLECS仿真和1台800 W原理样机进行了验证。     

软开关技术在弧焊逆变器中的应用

介绍了常见的软开关逆变器的主要形式和基本原理及移相控制的ZVS，ZVZCS和ZCS三种PWM全桥变换器及其在弧焊逆变器中的作用，对软开关逆变器主电路进行了技术分析和讨论，并指出了软开关弧焊逆变器的发展方向。     

基于DSP控制的新型全桥ZVS PWM DC-DC变换器

针对传统全桥ZVS PWM DC-DC变换器零电压开关范围窄、占空比丢失严重,转换效率较低等缺点,提出了一种新型的全桥ZVS PWM DC-DC变换器.在一次侧串入耦合电感和隔直电容,使变换器实现了较宽的输入电压和较大的带负载能力.分析了这种变换器的工作原理、零电压开关的实现,推导了耦合电感的选择依据.并且采用TMS320F240 DSP作为控制芯片,设计了变换器数字控制系统.通过一台功率为48 W,工作频率为100 kHz的样机验证了这种基于数字控制的新型PWM DC-DC变换器相关理论的正确性.     

27电平新型铁路功率调节器及其负序补偿方法

针对电气化铁路的负序问题,提出一种基于电压源和电流源串联的新型多电平铁路功率调节器,其中电压源由混合级联27电平变换器构成,电流源由单相三电平变换器构成,电压源中承担主体功率的H桥的开关频率仅50 Hz,因此系统损耗小,也有利于提高开关器件在大功率补偿时的安全性。研究了系统的结构和工作原理,考虑到传统检测方法存在波动问题,基于移相构造的思想,提出稳态波动小的负序补偿电流检测新方法。仿真验证了新方案和新方法的有效性。