光伏并网逆变器LCL滤波器参数优化设计

针对光伏并网逆变器LCL滤波器的大纹波电流和高频谐波损耗问题,分析了电感之和、电感比值和滤波电容值、谐振频率以及入网电流之间的关系,提出了一种LCL滤波器参数最优设计方法.分析了LCL滤波器的传递特性并建立了谐波等效模型,研究了滤波参数对谐振频率以及并网电流的影响,根据LCL滤波器的设计约束条件和光伏并网逆变器实例设计了一组最优参数,并进行了仿真研究.结果表明,提出的优化方案不仅能够有效抑制开关频率的高频纹波,还能减小电感取值和阻尼损耗.     

低漏电流非隔离型三相并网变换器协同控制策略

针对非隔离型并网变换器因缺少隔离环节导致的共模电压与泄漏电流固有问题,文中通过将滤波电容中点与并网变换器下桥臂公共点短接,来衰减户内供用电装置对地寄生电容耦合到电网侧的漏电流.首先,以并网变换器结构模型为基础建立其动态数学模型,结合漏电流产生原因及抑制机理,实现对共模电压的零序控制;其次,为限制LCL型滤波器的谐振峰引发的电压振荡,采用滤波电容电流反馈回占空比的有源阻尼控制方案;然后,针对零序控制与有源阻尼控制间的交互影响,借助LCL型滤波器控制等效电路分析其产生原因,对比不同控制策略配置下共模电压波形与电网中谐波含量,确立高稳定精度与低谐波含量的控制方案;最后,通过仿真验证降低漏电流与平抑谐振峰的协同控制策略的有效性.     

单电流闭环多重PR控制的LCL型逆变器

针对LCL型逆变器谐振尖峰以及对并网电能质量影响的问题,采用比例电容电流与并网电流叠加的电流反馈算法消除LCL型逆变器固有谐振尖峰带来的影响,并在比例谐振控制器基础上增加多个谐振环,用于抑制并网电流低频谐波和谐振电流含量,从而提升对电网电流控制的准确性和并网系统的稳定性。最后设计了2kW并网逆变器LCL型滤波器参数,在Matlab/Simulink上仿真与实验平台验证了控制算法的可行性。     

带耦合电感的Cuk变换器实现输出电流零纹波研究

为了解决普通开关电源因电流纹波较大而无法满足电源高品质要求的问题,对带耦合电感的Cuk DC/DC变换器进行了研究.首先根据Cuk变换器的工作原理,分析了带耦合电感的Cuk变换器的工作原理及实现输出电流零纹波的条件.其次,通过小信号建模得到了该变换器的小信号模型,并根据得到的模型对变换器进行了闭环设计.最后,运用Matlab/Simulink软件对带耦合电感的Cuk变换器的开环和闭环电路进行了仿真.仿真结果表明,该闭环电路既消除了高频纹波,也有效抑制了低频纹波,实现了输出电流零纹波.     

LCL型整流/回馈单元在通用变频器中的应用研究

针对交直交通用变频器的二极管整流能量单相流动、电流谐波大等问题,设计了一种电压型PWM整流/回馈并网单元。该设计具有能量双向流动、功率因数可控、电网端电流接近正弦特点。为满足规定的电流谐波小要求,需要在电路上加入滤波器。LCL滤波器对高频谐波抑制效果明显,而且比单电感滤波在相同谐波标准下具有较强优势。在分析了基于LCL无源滤波器的PWM整流/回馈并网装置的数学模型基础上,结合模型设计双闭环控制结构,根据谐波要求对滤波器各参数进行分析设计。仿真结果表明:整流器可使网侧电流正弦化,系统实现高功率因数运行。     

燃料电池车用新型低纹波DC/DC变换器设计

为解决目前车用DC/DC变换器存在的输入电流纹波大会造成燃料电池耐久性严重下降的问题,提出一种新型低输入电流纹波的DC/DC变换器构型。该构型是在交错式Boost型电路的基础上引入输入滤波电感,具有有效降低DC/DC变换器的输入电流纹波的特点,但在对该结构进行综合分析过程中发现系统易发生振荡,因此对系统传递函数进行深入分析,提出了相应的控制模式,有效解决了系统的振荡问题。同时,通过仿真和实验对比了有无输入滤波电感的DC/DC变换器的输入电流纹波情况。实验结果表明:在DC/DC变换器的全部输出功率范围内,可以将其输入电流纹波系数控制在1%以内,保证了燃料电池的输出电流的平稳性,延长了燃料电池的使用寿命。     

三重交错并联DC/DC变换器设计

DC/DC变换器是复合电源电动汽车的重要组成部分之一,为了提高DC/DC变换器的功率密度,DC/DC变换器正在向高频化发展,研究在单相DC/DC变换器的基础上,设计了一种三重交错并联DC/DC变换器,可以提高系统的开关频率、降低纹波电压,从而减小滤波器的体积、提高功率密度.最后通过Simulink进仿真分析,结果表明:三重交错并联DC/DC变换器的纹波电压明显小于单相DC/DC变换器,有利于功率密度的提高.     

级联开关变换器中源变换器的稳定性机理研究

在级联开关变换器中,负载变换器前馈电流纹波可重塑源变换器的输出电压纹波,导致源变换器的稳定性发生变化.以峰值电压纹波(PVR)控制Buck变换器级联峰值电流模式(PCM)控制Boost变换器为例,研究了级联开关变换器中源变换器的稳定性机理.首先,展示了负载变换器前馈电流纹波对源变换器稳定性的影响,分析了源变换器随所选电...     

一种新型宽输入低纹波负载模拟变换器的设计

为提高能馈型直流电子负载的稳态精度和拓宽电压输入范围,提出了一种新型的负载模拟变换器——AB互补型Buck-Boost变换器.新型变换器基于交错互补消除纹波的思想,设计了A型和B型两部分电路,其中A型电路采用传统的四管Buck-Boost拓扑结构,在开关周期内,通过对驱动波形的移相达到电感电流波形呈点对称的目的;B型电...     

宽电压大负载应用DC-DC变换器的电流采样电路

提出了一种新颖的电流模降压型DC-DC变换器的电流采样电路。该电路结合传统电流采样电路的优点,合理地使用LDMOS,实现了宽电压大负载应用DC-DC变换器的电感电流的精确采样。该结构在一款0.35μm BCD工艺的降压型DC-DC变换器中进行了投片验证。仿真和测试结果表明,输入电压为4.75 V~25 V、负载为0 A~3 A的情况下,DC-DC变换器芯片输出稳定,纹波较小且瞬态特性良好。     

光伏并网逆变器中FIR滤波器的设计与实现

为减少对电网的污染,在进行光伏并网逆变器设计时,要产生与电网同频、同相的交流电,并使并网逆变器的功率因数接近于1,这就要求滤除电网中的谐波信号.针对数字化并网逆变器,研究基于Matlab仿真软件与数字信号处理器TMS320F2812实现FIR数字滤波器的设计思路,并对仿真结果进行分析,提出了针对电网信号特点的滤波器设计方法,对光伏并网逆变器的设计有一定参考价值.     

单相H桥变换器直流支撑电容分析计算

直流支撑电容是变流器中的一个重要元件,其好坏直接影响到整个变流器的寿命。工作温度是电容可靠性设计的重要方面,主要取决于环境温度和流过电容纹波电流有效值。假设直流母线电压无波动,输出电流为理想正弦的前提下,推导出了单相H桥变换器直流支撑电容电流的谐波频谱及有效值的解析表达式。从表达式可以看出,纹波电流主要取决于调制度、输出电流幅值和相位。利用MATLAB仿真可知,即使忽略了输出电流的纹波电流和母线电压波动,提出的推导结果与仿真结果吻合较好。因此该方法能有效解决单相/多相H桥PWM变换器的直流支撑电容设计问题。     

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。     

单相交错式Boost PFC的实现

为了克服传统的单重PFC变换器不利于开关频率提高以及输出功率不高等缺点,提出了以UCC28070为主控芯片的双重PFC变换器.该变换器通过使两组Boost单元电路中的电感电流相互交错来降低输入电流纹波和开关器件的电流应力,从而提高其开关频率、功率等级和效率.仿真和实验结果均表明：该双重PFC变换器具有良好的功率因数校正效果、小的输入电流纹波、低的功率开关电应力,并能够大幅度减小整个功率电路的成本.此变换器可适用于大电流高功率等场合.     

基于LM3404实现LED低纹波恒流电源研究

为消除LED驱动电源输出的高纹波电流对大功率LED寿命的影响,实现大功率LED的低纹波恒流驱动,提出一种以Buck变换器为主电路、LM3404为主控芯片,同时采用有源纹波补偿的方法,并在此基础上对电路参数进行了设计,构建了基于LM3404芯片的实验电路.实验结果表明:该方法能够有效降低LED灯的纹波电流,实现低纹波恒流驱动     

低压大电流DC/DC变换器的研究

在低压大电流DC/DC变换器的各种拓扑结构中,倍流整流结构有着良好的性能.在倍流整流结构中,由于滤波电感电流的相互抵消,而大大减小了输出电流纹波.基于同步整流电路的工作原理,利用闭环负反馈控制技术,采用损耗低的半桥倍流整流拓扑结构以及纹波消除技术设计一种低压大电流半桥倍流整流的DC/DC变换器.通过其工作原理的分析并利用Pspice仿真,验证了文中拓扑结构的高效性.     

交流能馈型直流电子负载研究

研究了一种由软开关移相全桥电路和L型滤波器的并网逆变器电路级联组成的交流能馈型直流电子负载装置.前级软开关移相全桥电路采用输入电流外环PI控制、输出电流内环单周期控制的控制策略,通过控制输入电感电流来模拟机车电源的输出特性.针对并网逆变器使用PI控制器时并网电流存在稳态误差的缺陷,研究了并网逆变器电路采用直流母线电压外环PI控制、并网电流内环准谐振PR控制的控制策略,通过电压外环实现逆变器直流电压稳定,电流内环实现并网电流无静差控制.MATLAB仿真与实验结果验证了该交流能馈型直流电子负载拓扑和控制策略的可行性.     

基于Simulink模型的Buck变换器设计与控制

为了设计一款具有高稳压、低纹波性能的Buck变换器,使用Simulink建立Buck变换器仿真模型,采用电压外环和电流内环电路设计双闭环控制器,利用IR2110搭建了驱动电路,并设计了光耦隔离电路对驱动电路进行电气隔离。实验结果表明,输出的稳定为24V,纹波电压为80mV,符合设计的要求。     

LCL型并网逆变器电流谐波抑制策略研究

日益增多的非线性设备使电网电压背景谐波含量增加,并导致逆变器的并网电流畸变。为了抑制并网电流谐波,提出了一种改进电网电压比例前馈控制策略,分析LCL型并网逆变器逆变侧电感值以及滤波电容值对电网电压比例前馈控制策略的影响,得到了逆变侧电感和滤波电容的优化选择方法,即根据逆变器的性能需求和设备安全需要,确定LCL型并网逆变器逆变侧电感和滤波电容的取值范围,并据此确定合适的电感值,继而通过选取较小的电容值降低并网电流的谐波含量,最后在LCL型并网逆变器样机中验证了该控制策略和优化方法的有效性。实验结果表明:采用基于滤波参数优化选择的电网电压比例前馈控制策略后,LCL型并网逆变器并网电流的总谐波畸变率由4.04%降至2.58%,对于谐波含量较高的3、5次低次谐波,均由2%降至1%以下,提高了逆变器的性能。     

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.