一种新型矩阵式AC/DC变换器研究

为克服常规AC/DC变换器的缺陷,提出了一种新型AC/DC变换器——三相/一相矩阵式变换器(3/1MC).该矩阵式变换器直接将三相交流380V/50 Hz输入变换为单相PWM高频、高压交流电压.由高频变压器隔离并调理为需要的幅值后,经倍流式整流、滤波输出预期的直流电压.控制电路由UC3879及外围逻辑芯片组成.通过4kW 28.5V/140A原理样机的实验验证了理论分析的正确性及方案的可行性     

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.     

矩阵变换器双向开关方式的研究

矩阵变换器作为一种新型变频变压控制系统,其三相输出通过双向功率开关与任一输入相直接相连．通过一定的调制策略来控制这9个双向开关,从而得到期望频率和幅值的输出电压．调制策略的好坏直接影响矩阵变换器的输入输出特性,而开关方式的选取是调制策略的关键．在分析空间矢量调制策略的基础上,讨论了不同的开关方式对开关损耗、输入、输出特性以及双向开关换流可靠性的影响,并得出两边对称方式是一种优良的开关方式的结论．最后通过仿真验证了结论的正确性．     

三相单级全桥PFC变换器电压尖峰产生机理分析与抑制

介绍了一种基于全桥结构的三相单级功率因数校正(PFC)变换器,该变换器工作于电感电流断续模式(DCM),电感电流即输入电流的峰值自动跟踪输入电压,可实现功率因数校正。详细分析了当桥臂开关对臂导通时,变压器原边电压尖峰的产生机理,并提出了一种变压器原边无源缓冲电路来抑制该电压尖峰。实验结果表明,变压器原边及各开关管电压尖峰得到了有效抑制。     

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。     

矩阵式AC/DC变换器研究

对三相/三相矩阵变换器进行变换,得到一种衍生的AC/DC变换器拓扑。采用电流型空间矢量调制策略,推导出在该调制策略下的输出电压的表达式。通过在拓扑中加入一个谐振电感和隔直电容,使得双向开关器件可以实现软开关换流,并详细分析了换流过程。将控制算法建立在以电源电压矢量定向的dq同步旋转坐标系中,改变调制矢量实现功率因数调节。仿真结果验证了理论和控制方案的正确性和可行性。     

交错式三电平低纹波双向DC/DC变换器

为使双向DC/DC变换器以适合的电感值达到输入输出电流纹波小、输出电压纹波小的安全需求,提出一种交错式三电平低纹波双向DC/DC变换器,该变换器适用于一些极端变换或者高电压变换的场合,如光伏发电系统、不间断电源和分布式发电等场合。详细叙述了该交错式三电平低纹波双向DC/DC变换器的工作原理,分析了稳定状态下变换器的输出电压,电流纹波,输出电压纹波及开关管承受电压应力,并得到主要工作波形。波形图和分析结果表明,该变换器采用交错对称式电路结构,具有输入输出电流连续,输出电压纹波小,开关管电压应力低,输出电压范围大及输出三电平的优势。     

三相高频链矩阵式逆变器的SPWM混合调制策略研究

高频链电路与矩阵变换器相结合,可以使功率双向流动,以及使装置体积小,重量轻,但也增加了矩阵变换器的换流难度。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,并介绍其核心逻辑控制电路的设计过程。该控制策略可实现一步自适应换流亦可减小矩阵变换器开关器件的电压应力。仿真结果验证了该控制策略的可行性和有效性。     

一种新型ZVT PWM Buck变换器仿真研究

介绍了一种新型零电压转换（Zero Voltage Transition,简称ZVT）脉宽调制（Pulse Width Modulated,简称PWM）Buck变换器,该Buck变换器能在整个周期范围内实现主开关管的零电压开关（ZVS）、辅助开关管的零电流开关（ZCS）和所有无源功率器件的零电压开关（ZVS）;相对于硬开关Buck变换器,该新型Buck变换器的主开关和辅助开关的电压电流应力都很小.详细分析了该变换器的工作原理,并通过仿真验证了该电路的可行性.     

基于矩阵变换器的永磁同步电机矢量控制模型及仿真分析

根据交流电机矢量控制技术特点，将交-交矩阵变换器与永磁同步电机转子磁场定向控制技术相结合，采用电流滞环控制技术实现了基于矩阵式变换器的永磁同步电机的矢量控制．给出了根据矩阵变换器输入电压状态及永磁同步电机定子电流控制的开关状态模式．最后，利用MATLAB软件对系统模型进行了仿真验证，仿真结果表明，利用交-交矩阵变换器实现永磁同步电机矢量控制是有效可行的．同时也说明了采用电流跟踪控制技术实现交-交矩阵变换器的PWM调制，概念清楚、控制简单，不需要复杂的数学计算，有利于硬件电路设计和工程实现．     

电压宽范围输入PFC电路的分析与仿真

研究了一种新颖的适用于电压宽范围输入的功率因数校正电路,并对Buck＋Boost电路的工作原理进行了阐述和分析,提出了改进的适合Buck＋Boost电路的平均电流控制策略.Buck＋Boost电路既有Buck电路的工作特点又有Boost电路的工作特点,具有结构简洁、器件应力低、检测电流方便、效率高等优点.仿真结果验证了控制策略的可行性,表明该电路适用于电压宽范围输入的功率因数校正电路.     

滑模控制器控制降压型直流-直流转换器

针对脉冲宽度调制器控制降压型直流-直流（DC-DC）变换器采用常规的比例积分微分（PID）控制方法存在抖动和延迟等问题,提出一种基于滑模修正PID控制策略的DC-DC变换器实现方法.在分析滑模控制理论的基础上,利用线性矩阵等式方法来建立DC-DC转换器的状态空间数学模型,设计滑模PID控制器,构造全局滑模面调整PID控制器输出参数,并用李雅普诺夫函数验证了滑模PID控制器的可靠性.在电感电流连续工作模式下,用不确定性负载的线性平均模型进行了仿真.结果显示：证明所提出的滑模PID控制器不但提高系统对不确定负载的适应性,而且增强了系统在大信号扰动时的鲁棒性,使转换器输出电压有优越的鲁棒性及良好控制性能.     

滑模控制器控制降压型直流\|直流转换器

针对脉冲宽度调制器控制降压型直流\|直流（DC\|DC）变换器采用常规的比例积分微分（PID）控制方法存在抖动和延迟等问题,提出一种基于滑模修正PID控制策略的DC\|DC变换器实现方法.在分析滑模控制理论的基础上,利用线性矩阵等式方法来建立DC\|DC转换器的状态空间数学模型,设计滑模PID控制器,构造全局滑模面调整PID控制器输出参数,并用李雅普诺夫函数验证了滑模PID控制器的可靠性.在电感电流连续工作模式下,用不确定性负载的线性平均模型进行了仿真.结果显示:证明所提出的滑模PID控制器不但提高系统对不确定负载的适应性,而且增强了系统在大信号扰动时的鲁棒性,使转换器输出电压有优越的鲁棒性及良好控制性能.     

基于Boost ZVT-PWM变换器的单相功率因数校正

针对传统单相Boost功率因数校正变换器开关管工作在硬开关状态时存在较大开关损耗的缺点,设计了一款平均电流控制型单相Boost ZVT-PWM变换器.在剖析了该变换器工作原理的基础上,对其主电路中谐振网络及控制电路的关键参数进行了分析与设计,并利用Saber软件对该电路系统的性能进行了仿真验证.结果表明,文中所提Boost ZVT-PWM变换器可有效地提高电路系统的功率因数、降低开关损耗,同时可较好地解决功率开关管中电流和电压的交叠问题.     

伪连续导电模式Boost PFC变换器研究

分析工作于伪连续导电模式(PCCM)的Boost功率因数校正(PFC)变换器,设计电压环与电流环并行的控制环路。针对传统连续导电模式(CCM)和不连续导电模式(DCM)Boost PFC变换器负载功率范围受限的问题,研究以负载电流为基准量实时调整参考电流的控制策略,给出其网侧输入电流和功率因数的表达式。为了在宽输入电压范围内提高正弦参考电流控制三态PCCM Boost PFC变换器的功率因数(PF),提出非正弦参考电流控制算法。此外建立小信号模型给出其频域分析结果。最后通过实验结果验证了理论分析的正确性。     

一种新型的矩阵变换器间接调制策略

基于传统的矩阵变换器间接空间矢量调制思想,提出了一种利用输入电压瞬时值合成虚拟整流输出电压的策略,使矩阵变换器在非正常输入时期望的虚拟整流输出电压平均值仍能维持不变．着重对虚拟整流环节进行了分析,给出了具体的调制算法,并通过综合虚拟整流及虚拟逆变环节,得到了矩阵变换器占空比的计算公式．仿真及实验结果表明：所提出的调制策略,不但使矩阵变换器在理想输入时具有良好的输入、输出性能,且非正常输入时输出电流波形质量也较好,其THD值为2．4％;而相同条件下传统的间接空间矢量调制策略,其THD值为12．89％．新的调制策略能有效地抑制非正常输入引起的输出电压谐波．     

一种全桥 zvs 高压直流变换器及其稳态分析

针对小型化行波管高压电源应用场合,研究一种全桥ZVS（zero-voltage-switching）倍压变换器。电路采用移相控制,并利用激磁电流拓宽了滞后管ZVS的负载范围。次级采用倍压整流和容性滤波技术,实现高效率、高电压、小电流、低噪声输出,降低了电路设计和制作难度。此外,漏感和整流电容之间的谐振可以减小整流管的电流应力,降低通态损耗。在对电路的工作原理和特性进行了分析和推导后,用PSPICE软件进行了仿真验证,给出了仿真结果。     

分布式光伏无缝切换控制策略仿真与研究

为解决分布式光伏发电并网时对大电网产生的冲击,在分布式光伏发电系统中加入储能系统,形成混合发电系统,整个系统采用直流微网形式,仅使用一个双向DC/AC换流器,减少了电能损失和控制复杂度。光伏控制采用最大功率跟踪法。换流器并网时采用PQ控制,可平抑光伏功率波动,提高系统稳定性;独立运行时采用V/f控制,为交流侧提供电压和频率参考,蓄电池保证重要负荷的电源供应,实现混合系统与大电网的无缝切换。最后,通过对光伏发电系统不同运行模式转换进行建模仿真,验证了控制策略的有效性。     

高功率因数Boost-APFC电路仿真分析

为提高电路的功率因数,降低谐波对电路的干扰,使用功率因数校正集成电路UC3855设计以升压电路为主电路的有源功率因数校正电路,利用UC3855中电压环和电流环的双环控制原理,对环路器件参数进行设计,使输入电流跟踪输入电压,达到与输入电压同相位.该设计方法提高了变换器的功率因数和效率,并有效地抑制了谐波和噪声,使功率因数提高到0.99以上,总谐波畸变率小于0.5%.对设计的仿真证明了设计的可行性.