应用于塑料薄膜表面处理的电压源谐振变换器放电波形研究

电压源谐振变换器广泛应用于介质阻挡放电薄膜表面处理领域,其放电波形是影响薄膜表面处理效果的重要因素。首先分别对连续电流模式和断续电流模式下的电压源谐振变换器进行时域解析,证明了断续电流模式下放电电流波形能独立于功率而自由调节,而连续电流模式下放电电流波形与功率耦合而无法独立调节。然后以此为基础,设计并搭建了2台连续电流模式和断续电流模式的350 W/30 k Hz变换器样机,对双轴向聚丙烯、流延聚丙烯和聚酯三种材料样品进行了表面处理和效果对比。结果表明:在相同功率和频率下,与连续电流模式相比,断续电流模式中谐振电感越小,放电脉宽越窄,峰值电流越大,塑料薄膜的表面接触角越小,处理效果越好;断续电流模式下减小谐振电感可缩短放电脉宽,使得达到相同表面处理效果所需功率越小,实现了节能目的。     

实现全功率范围能量压缩的电流源谐振型等离子体驱动源

针对大气压介质阻挡放电材料表面处理应用,提出一种电流源谐振型等离子体驱动源。通过构建并-串联结构的谐振网络,在全功率范围内实现单周期能量传输时间的压缩,从而提高各个功率下的表面处理效果,并推导出一种判断能量压缩状态在全功率范围内稳定性的方法。然后,通过在逆变器上增加旁路辅助电容,建立电流旁路通路,从而实现开关管的零电压开关,保证了电源高效运行,并推导出辅助电容的选取原则。最后,搭建了一台350W电流源谐振型电源样机,实验结果验证了理论分析的正确性,表明电流源并-串联谐振型等离子体驱动源是一种适合于表面处理应用的有效方案。     

全桥谐振电流源的分析与设计

为提高频率、减少开关损耗及EMI，谐振变换器得到了广泛的应用。分析了感性负载下全桥逆变电流源的各个工作模式，重点分析了谐振等效电路，并进行了相应的仿真。根据谐振理论分析及参数选择，设计了一种新型的全桥逆变电流源，该电流源具有输出正弦波形良好，谐振器件电压、电流应力适当及负载范围宽等特点。仿真和实验结果验证了理论分析。     

零电流开关准谐振Boost变换器的无源控制

分析了零电流准谐振升压(ZCS-QRC Boost)变换器的工作原理。采用时间平均法对ZCS-QRC Boost变换器的状态方程进行简化,并对其采用无源控制方法,不但能够得到确保全局稳定的控制器,而且能消除输入电压负载扰动等引起输出电压的变化。通过Matlab仿真及实验验证了采用无源控制的ZCS-QRC Boost变换器的系统有较强鲁棒性以及稳定的输出电压。     

基于瞬时电流检测的Class D型串联谐振变换器集成控制方法的研究

针对应用于DC/DC和DC/AC变换器的Class D型电压源串联谐振变换器,提出了一种集成控制方法.首先讨论了由谐振频率及其次谐波(subharmonics)构成的集成控制信号的产生机理;进而阐述了半波集成脉冲密度调制的原理.依据3种基本谐振电流控制算法,给出了详细的控制电路以及DC/DC变换器谐振电流增益值的计算方法.利用仿真和实验结果验证得出,提出的控制方法能够使变换器输出特性满足零电流开关(Zero-Current Switching,ZCS)条件,对比其它已知的方法,具有更高的效率.     

新型开关吸收器在多谐振变换器中的应用

提出了一种可适用于多谐振变换器的新型开关吸收电路,并将其应用于降压型和正向型变换器。通过降压型变换器的理论分析和实验,以及正向型变换器的实验,结果都表明变换器的开关电压应力大大降低,电流应力也得到降低,从而提高了变换器的效率。     

新型半桥电流源串联谐振软开关三电平逆变器及其控制

提出了一种新型半桥电流源型串联谐振零电流三电平逆变器.该逆变器由三电平桥臂、串联谐振槽、双副边高频隔离变压器、共发射极周波变换器及输出滤波电容组成,开关管电压应力为输入电压的一半,可实现全程零电流软开关.分析了系统开关与能量交换的过程,并对每个开关过程能量传递方式进行了讨论.根据四象限工作要求设计了逻辑组合驱动信号,实现了系统在阻性负载、感性负载、空载模式下的控制.在对电路详细分析的基础上,已经制作样机一台,并通过实验验证了理论分析的正确性.     

应用于储能变流器的LLC/CLLC谐振变换器综述

针对储能变流器中高效隔离型DC-DC变换器的应用需求,首先分析了储能变流器高电压输入、宽电压输出及大功率的特点,着重比较分析了LLC/CLLC变换器实现宽电压调节范围、高压大电流输出的方法,并介绍了其软启动控制技术,然后对比LLC变换器分析了CLLC变换器的特点,探讨其应用于高压大电流变流器所面临的问题,最后介绍了两种拓扑在储能中的应用。谐振变换器是实现储能变流器DC-DC环节高效能量传输的有效途径,大功率LLC谐振技术相对CLLC更加成熟。随着大功率谐振技术的发展,LLC/CLLC谐振变换器将在高压、大功率储能系统中具有非常广阔的应用前景。     

Z 源变换器

提出了一种新型的阻抗源功率变换器拓扑和它应用于DC/AC、AC/DC、AC/AC、DC/DC功率变换时的控制方法.阻抗源变换器提供了一个独特的阻抗网络(或电路),将变换器主电路和电源耦合在一起,可以得到传统的电压源和电流源变换器不能得到的独特特性,提供了一个新颖的功率变换概念,克服了传统的电压源和电流源变换器的不足.以应用于燃料电池逆变功率变换的阻抗源逆变器为例,分析了其工作原理和控制方法.仿真和实验结果证实了这些新的特点.     

基于谐振电抗器的单相无源PFC的研究

描述了一种新型基于谐振电抗器原理的单相无源功率因数校正(PFC)技术,在对其工作原理进行较为详细的理论分析基础上,进行了完整的实验研究,给出了相关实验波形和数据。结果表明,这种无源PFC方案的输入谐波电流校正效果良好,直流回路电压利用率较高,而且具有散热与安装方便,价格低廉等特点,可以作为较大功率的单相AC/DC变换器为后级逆变器-压缩机系统供电,适用于各种变频家用电器。     

电流源型LCL谐振式变换器的研究

该文主要研究在一定条件下可实现输出恒流特性的LCL谐振变换器及其优化设计。阐述LCL谐振变换器工作于恒流源模式下的工作过程及其实现恒流特性的原理。为分析变换器工作于非谐振频率时的特性,给出不同品质因数下,开关频率变化时,变换器的电流增益特性曲线及谐振电感电流有效值、电容电压有效值的关系曲线,并分析得到品质因数的选择对变换器的恒流特性及谐振元件电压电流应力的影响,提出基于品质因数的变换器优化设计方法。最后基于所优化设计的品质因数值设计一台额定功率为80 W的LCL谐振变换器样机,实验结果验证变换器的恒流性能及品质因数值选择的合理性。     

电网电压不平衡时电压源换流器型直流输电的负序电压补偿控制

电网电压不平衡或交流系统发生故障是电压源换流器型直流输电（VSC—HVDC）实际运行时不可避免的问题。针对这一问题,提出了一种基于负序电压实时补偿的控制策略。换流站控制系统采用该策略后,能够有效地抑制交流系统电压不对称引起的负序电流,实现限流控制,避免系统短路故障引起换流装置的过电流;同时为确保电网电压不平衡或交流系统故障时控制系统能正常运行,设计了正负序分量和同步相位检测环节。基于PSCAD／EMTDC的仿真结果表明,所设计的控制系统具有良好的动稳态性能,且结构简单,具有一定的工程应用价值。     

串联补偿电压型非接触电能传输变换器的研究

对初次级均采用串联补偿的非接触电能传输(Contactless Electrical Energy Transmission,简称CEET)变换器进行了稳态下的建模和分析。给出其应用中的特性表达式,提供了一种对系统容量、输出电压、以及谐振频率等进行估算的较为精确的方法。在耦合系数以及负载变化时,可以通过控制锁相环,使变换器工作在谐振频率点附近,保持较大的电压传输增益和功率,并且实现开关管的零电压开通,减少损耗。最后,通过实验对分析结果进行了验证。     

串并联谐振DC-AC变换器原理分析、建模及仿真

针对串联谐振和并联谐振直流环节变换器存在的谐振峰值电压过高,谐振峰值电流过大的缺点,提出了串并联谐振直流环节变换器拓扑概念。新型软开关变换器的主要优点为：谐振峰值电压可以控制在输入直流电源电压Ｕｓ,谐振频率高,谐振电路开关元件少,控制简单,且各种ＰＷＭ调制策略均可适用。文中分析了该变换器的荼原理,建立了系统的数学模型,进行了多种工作条件下的计算机仿真与实验研究。仿真与实验结果证明了该新型变换器工作     

适用于多端柔性直流输电系统的优化下垂控制策略

电压下垂控制策略适用于换流站数目较多以及功率波动频繁的多端柔性直流输电系统,针对下垂系数计算繁琐、个别换流站功率越限及下垂系数对控制性能影响等问题,提出了优化下垂控制策略。该策略以优化下垂系数为基础,结合电压裕度控制,给出有功功率—电压特性曲线,实现了功率的合理分配。在MATLAB/Simulink下搭建的四端柔性直流输电系统仿真表明,该控制策略可以避免下垂系数设置不当造成的控制问题,能够合理分配各换流站有功功率,快速稳定直流母线电压。     

电流型松散耦合电能传输系统的建模分析

在介绍了松散耦合电能传输(ICPT)系统的基本概念和结构的基础上,对其特性进行了一些讨论,利用互感模型提出了一种对电流型ICPT系统建模的方法.由等效电路图,经过合理的近似和等效变换,对该系统进行了建模分析,并基于Steinmetz方程,对变压器的损耗进行了一些探讨,该模型可以用来较为精确地估算系统容量、输出电压、谐振频率等.最后通过实验进行了验证.     

电机驱动用新型谐振直流环节电压源逆变器

为了实现电机控制系统的高功率密度和高性能运行,必须提高逆变器的工作频率以提高功率变换器的效率和增强性能。然而,较高的工作频率会引起严重的电磁干扰和开关损耗从而导致系统整体效率降低。软开关技术被认为是解决上述问题的有效方法,结合软开关技术的优点和脉宽调制(pulse width modulation, PWM)控制的特点,提出了一种新的用于电机驱动系统的谐振直流环节软开关电压源逆变器,通过在传统硬开关逆变器的直流环节添加辅助谐振单元,实现了逆变桥开关器件的PWM软开关动作,同时,辅助谐振单元的开关也为软开关操作。文中阐述了该软开关逆变器拓扑的动作时序和动作模式,并对软开关动作时序的瞬态过渡过程进行了数学分析。对提出的新型软开关逆变器驱动无刷直流电机进行了仿真和实验研究,结果验证了电路结构和理论分析的正确性与可行性。     

基于电压源换流器的高压直流输电系统控制研究

基于电压源换流器的高压直流输电(VSC-HVDC)是理想的风电场并网输电方式。文章针对VSC-HVDC系统,在功率外环控制、电流内环控制的双闭环传统控制方式基础上,电流内环采用输入—输出反馈线性化的控制方法,实现了对dq轴电流的解耦控制,提高了控制器性能。利用Matlab/Simulink搭建相应的仿真模型,通过对系统稳态和故障工况的仿真分析,验证了所设计控制方案的有效性和可靠性。     

一种多模式复合调制的L-R型LCC谐振变换器

提出一种多模式复合调制的线性-谐振(L-R)型LCC谐振变换器.该变换器根据Boost调制的思路,结合传统LCC谐振变换器,实现了电感电流线性-谐振型变化的转换,具有全负载范围的软开关特性.在复合调制方式下,变换器能实现3种工作模式的互相转换以适应宽输出电压和负载变化范围的应用场合,解决了传统LCC谐振变换器在轻载条件...