一种新型隔离式三电平AC-AC变换器

针对传统AC-AC变换器在大容量变换领域中存在的开关管电压应力高、谐波干扰严重等问题,提出了一种新型的高频隔离式半桥三电平AC-AC直接变换器.深入分析了该变换器的高频开关工作过程,对变换器的6种工作模式进行了详细阐述.经过对输出滤波器前端电压进行傅里叶分析,发现频谱结构得到改善,谐波成分减少.为能快速响应输入及输出电压的变化,采用基于电压瞬时值反馈的SPWM控制策略.仿真分析和实验结果说明变换器具有改善输出波形质量、抑制谐波干扰的作用,三电平开关单元的电压应力为两电平的一半,适用于高压大功率变换场合.     

隔离式SEPIC三电平AC-AC变换器的研究

电力电子装置已在电力系统中得到了越来越广泛的应用,代表之一就是交流调压稳压装置.但是目前的交流调压稳压器多数采用AC-DC-AC的变换方式,这种调压稳压器不仅体积大、噪音大,而且开关管的电压应力大、输出电压波形质量低.提出了一种新型的隔离式交-交变换器,它是在sepic变换器(单端初级电感转换器)的基础上引入了推挽式变...     

全桥电流源型高频环节三电平AC-AC变换器

本文在传统全桥电流源型AC-AC变换器的基础上,根据多电平技术的优点,在AC-AC变换技术中引入多电平技术,提出了一种全桥电流源型高频环节三电平AC-AC变换器。该变换器具有高频电气隔离、电路拓扑简洁、两级功率变换(LFAC/HFAC/LFAC)、网侧功率因数较高、负载适应能力强、音频噪音小、输出只需电容滤波减小输出滤波器,提高了变换器功率密度等优点。分析研究了变换器的工作模式、稳态特性与电压瞬时值反馈控制策略。理论分析及仿真实验表明,该变换器输出电压波形质量好,滤波器前端获得三电平,减小了开关管电压应力。     

Sepic三电平变换器

将三电平概念引入到Sepic直流变换器中，提出一种新的三电平直流变换器的拓扑——Sepic三电平变换器。该变换器中，开关管和二极管的电压应力降低了一半，同时滤波电感的值也大大减小。分析了该变换器的工作原理，讨论了滤波器的设计，对实际存在的开关管电压应力不均衡问题提出了解决方案，并进行了实验验证，给出了实验结果。     

改进型零电压开关PWM三电平直流变换器

该文介绍了改进型零电压开关脉宽调制三电平直流变换器(ZVSPWMTL变换器)，该变换器是将传统的ZVSPWMTL变换器的变压器和谐振电感位置互换，使得变压器与滞后管相连。改进后的变换器箝位二极管在一个周期中只导通一次，同时零状态谐振电感电流较小，有利于提高变换器的效率，占空比丢失也减小。该文详细分析了该变换器的工作原理。为了防止变压器直流磁化，一般在变换器中加入隔直电容，该文分析了隔直电容与变压器或谐振电感串联时对电路工作的影响，确定一种最佳方案，并通过实验验证理论分析的正确性。     

零电压开关PWM全桥三电平变换器

该文针对全桥三电平变换器提出了一种新的控制一一斩波加移相控制，引入了飞跨电容和钳位二极管，使全桥三电平变换器可以工作在三电平模式和两电平模式，同时实现所有开关管的零电压开关，从而使变换器适应宽范围输入电压的要求，并保持较高的变换效率。由于开关管的电压应力只有输入电压的一半，使该变换器非常适合高压输入的场合。此外，全桥三电平变换器输出滤波电感比传统全桥变换器大大减小，副边整流一极管的电压应力得到了降低。由于变换器的输入电流纹波很小，输入滤波器也得到了减小。该文详细分析全桥三电平变换器在该控制策略下的工作原理，讨论参数设计，并且给出实验结果。     

风力发电系统中两电平与三电平变换器研究

介绍了变速恒频风力发电系统结构以及变换器在变速恒频风力发电系统机侧和网侧的控制模型.分析比较了二极管箝位型三电平拓扑与传统两电平拓扑变换器的损耗,包括功率开关器件导通损耗、开关损耗以及滤波电感的损耗.分析比较了两种变换器输出仿真波形.对两种变换器分别用于变速恒频风力发电系统中机侧和网侧的仿真波形进行分析比较.仿真结果表明,在变速恒频风力发电系统中,相对于传统的两电平变换器,三电平变换器有效降低了损耗,减小了纹波电流,输出电平增多,减小了电压变化,使波形质量得到了很好的改善,适用于变速恒频双馈风力发电系统.     

零电压开关多谐振三电平直流变换器

该文提出一族零电压开关多谐振三电平直流变换器(Zero-voltage-switching multi-resonant three-leve lconverters，ZVS-MR-TLCs)，它是在三电平变换器的基础上加入LCC谐振网络实现ZVS，开关管和二极管的结电容以及变压器的漏感被利用。该文以Buck ZVS-MR-TLC为例分析它的工作原理和特性，并与传统的两电平零电压开关多谐振变换器(ZVS-MRC)进行比较。与两电平ZVS-MRC相比，ZVS-MR-TLC功率器件的电压应力降低，实现ZVS的负载范围变宽，滤波电感和滤波电容大大减小。最后给出了实验结果。     

混合控制ZVS PWM三电平半桥直流变换器

提出一种新型混合控制倍流整流方式ZVS PWM三电平半桥直流变换器,它具有以下特点:①原边四只开关管分为两组,同一组中的开关管的驱动信号相差180℃,而与另一组的驱动信号互补;②它利用输出滤波电感的能量可以在很宽的负载范围内实现原边开关管的ZVS;③输出整流二极管自然换流,避免了因为反向恢复所造成的电压振荡和电压尖峰。④提出的变换器能方便实现同步整流管的自驱动。分析了这种变换器的工作原理,给出了仿真结果。     

Buck三电平变换器

本文提出一种Buck三电平变换器，该变换器中开关管的电压应力为输入电压的一半，采用交错控制方式，可以大大减小输出滤波器的大小。本文详细分析Buck三电平变换器的工作原理，分析该变换器的输入输出特性，讨论主要参数的设计，提出一种使输入分压电容电压均衡的方法，并进行实验验证。     

一种新型直接AC-AC数字变换器

在Buck-Boost直流变换器的基础上提出了一种结构新颖的直接AC-AC变换器并阐述了其工作原理。该变换器结构简单、成本低廉,可替代传统的自耦变压器,并具有体积小、输出电压范围宽等特点。本文用凌阳单片机SPMC75F2313A作控制器研制了一台单相直接AC-AC变换器原理样机,采取电压反馈控制实现了稳定的输出电压。实验结果证实了该变换器及其控制方法的可行性和有效性。     

复合式全桥三电平LLC谐振变换器

该文提出了一种适合于燃料电池供电系统新颖的复合式全桥三电平LLC谐振变换器。它是在复合式全桥三电平变换器的基础上加入了LLC谐振网路以实现开关管ZVS和整流二极管ZCS。该变换器集合了复合式全桥三电平变换器和LLC谐振变换器的优点：适合于在宽输入电压范围的应用场合；三点平桥臂的开关管电压应力只有输入电压的一半；整流二极管实现ZCS，其电压应力仅为输出电压；可以在全负载范围内实现ZVS。该文通过一个200－400V输入，360V/4A输出的原理样机验证了它的工作原理，并给出实验结果。     

基于简单拓扑的单相交流降压变换器研究

本文分析了一种新型单相交流降压变换器AC_Buck，该变换器由简单的DC-DC电路Buck衍化而来，仅使用两个功率开关，结构简单，控制简便， 可实现交流-交流直接降压变换。本文对该变换器的工作原理进行了详细分析，并针对电路存在的功率管换流的关键问题，提出了采用RCD换流电路的解决方案，对该方案进行了详细分析。通过仿真和实验验证了采用RCD换流电路的AC_Buck变换器的可行性。     

带Z源的高频环节AC-AC变换器

提出了一种基于Z源的高频环节AC-AC变换器,它是由输入滤波电路、储能电感、输入周波变换器、高频变压器、输出周波变换器、控制开关、输出滤波器依次级联组成.深入分析研究了这种变换器的稳态原理与移相控制策略.最后进行了仿真和实验.仿真和实验结果表明,这种变换器具有输出变压(升/降)、频率可变、高频电气隔离、双向功率流、负载...     

交交变频器余弦交截法微机实现方法研究

介绍了交交变频器常用控制方法1:余弦交截法的基本原理,以及在控制系统中的微机实现方法,总结了两种余弦交截法的实现方式.方式1中重点说明了如何通过改进余弦交截法,快速实时近似求解触发时间常数.方式2介绍了三种常见的离线计算时间常数方法,并给出了触发程序框图.分析了两种方式的优缺点和各自应用范围.     

一种单级高频AC-AC变换器的低通输入滤波器的参数设计

单级高频AC-AC变换器将工频电网电压转换为高频(一般大于100k Hz)正弦交流电压,并实现功率因数校正的功能。由于其功率因数校正单元工作于电流断续模式(DCM),使得输入电流含有大量高次谐波,需采用低通输入滤波器予以滤除。上述低通输入滤波器的滤波参数不仅影响其滤波性能,还会影响到输入功率因数等诸多方面,因此滤波参数的确定十分重要。首先,根据叠加定理分别建立变换器交流侧等效电路模型,即工频分量和开关频率分量单独作用下的等效电路;进而,根据滤波器输入、输出要求合理设置相关预设参数,使加入滤波器后电网输入侧满足能量之星关于功率因数的要求。在此基础上以LC低通输入滤波器为例,对输入滤波器参数的定量设计过程进行详细阐述,并归纳出一种程序化的设计方法;最后,进行仿真及实验验证设计方法的正确性,该方法也可用于单级有源功率校正器的输入滤波器设计,而且对设计其他类型的低通输入滤波器有借鉴价值。     

一种半桥三电平ZVS PWMDC/DC变换器的研究

介绍了一种半桥三电平ZVS PWM DC/DC变换器,在Buck电路小信号模型的基础上结合变换器的工作原理,推导了变换器的小信号模型,为设计控制器的校正传递函数提供了理论基础.提出了一种基于数字控制的滞后管变占空比的控制方式,轻载时实现了滞后管的ZVS,降低了滞后管的电压尖峰,提高了变换器的效率.最后设计了一款5.8 kw的产品,其性能和指标满足设计要求,验证了理论分析的正确性.     

三电平逆变器感应电机直接转矩控制策略

提出了一种针对中点钳位式三电平逆变器供电感应电动机的直接转矩控制策略。该控制策略基于12扇区划分，转矩控制器采用4级滞环形式，并且考虑了中点电位的控制。最后用仿真来验证该算法的有效性。     

Comprehensive analysis and transient modeling of symmetrical single phase PWM AC-AC voltage converters

Recently, a new family of AC-AC converters has been proposed for AC power conditioning. These converters are solid-state function equivalent to transformers with a continuously variable transformation ratio. Operating with the principle of pulse width modulated (PWM) control using gate turn-off switching devices like IGBTs have been shown to have significant performance advantages compared to older generation of thyristor based phase controlled converters. Although various techniques for realizing AC-AC power control using PWM control have been proposed in the past, few have seen wide application. This is seen to be primarily due to the complexity of the bi-directional switch requirements. In this paper, transient analysis and modeling of PWM AC-AC voltage converters with reduced number of uni-directional switches are developed and experimentally verified. It has been demonstrated that PWM AC-AC converters allow for the line current harmonics to be readily and economically filtered out, and for the load current harmonics to be almost negligible. Switching-to-supply frequency ratio plays an important role in terms of harmonic generation, distortion factor, distribution and control, through a switching frequency, in excess of several hundred hertz has almost negligible effect on the performance parameters. The developed transient modeling and its solution procedure are experimentally verified. Measured, simulated and predicted waveforms using the proposed model are shown to be very close and the model is proved to be efficient and accurate.     

两级三电平与两级两电平光伏变流器效率分析与比较

对应用于光伏发电领域的两级两电平和两级三电平变流器的效率进行了分析计算并给出了相应的比较结果。首先分析了两种电路拓扑结构的工作过程以及损耗来源。在相同的设计要求下,分别对两电平以及三电平两种电路拓扑结构进行参数设计、器件选型。并在所选器件和所设计参数的基础上,计算出有损器件的损耗。同时,为了使损耗比较更有说服力,对于两电平和三电平两种拓扑结构,尽最大可能选择恰巧满足设计要求且为同一工艺甚至同一系列的功率器件。通过详尽的损耗计算和比较,结果说明,在相同工况下,三电平变流器的损耗要低于两电平变流器,并且随着开关频率的增高,效率优势越明显。