采用非接触电流相位互感器的自激式非接触谐振变换器

自激控制方法由于控制方法简单、对系统参数变化响应速度快,在非接触供电系统中存在广阔的应用前景。该文由完全补偿条件下非接触变换器中逆变器电压与副边电流同相的特殊关系,引入转移阻抗的概念,分析并提出适用于串/串补偿非接触谐振变换器的自激控制方法。为在变换器原边实现副边电流相位的检测,保证变参数条件下检测的准确性和快速性,提出测试绕组短路的非接触电流相位互感器。此外,为保证自激控制的准确,对非接触电流相位互感器及控制回路中寄生参数造成的相位延迟进行分析和补偿。最后,制作完成一台60 W的采用非接触电流相位互感器的自激式非接触谐振变换器。实验结果表明,非接触电流相位互感器能够准确检测副边电流相位并反馈至原边,自激控制方法则可以通过检测副边电流过零点控制逆变器开关管,使得变换器在变参数条件下自动工作在电压增益恒定的频率点。设计的动态实验也证明了所述自激控制方法能在一周期内响应变换器参数变化。     

不对称控制方式三相三电平直流变换器

三相三电平直流变换器中开关管具有低电压、电流应力,适用于高压大功率场合。采用对称控制方式,可提高输入输出电流脉动频率,从而减小滤波器,但开关管为硬开关,存在较大开关损耗。为解决该问题,提出一种适用于该变换器的不对称控制策略,在保留变换器原有优点基础上,可利现开关管的零电压开关,从而提高变换器效率。简要分析采用输出滤波电感和变压器漏感(或外加谐振电感)的能量实用不对称控制方式后变换器的工作原理,重点讨论其基本特性及软开关实现条件,完成一台540~660V输入、48V/20A输出的原理样机,实验结果验证了理论分析的有效性和正确性。     

提高LCL型并网逆变器鲁棒性的电容电流即时反馈有源阻尼方法

LCL型并网逆变器对高频谐波的衰减效果显著,但是存在谐振问题。电容电流反馈有源阻尼可有效阻尼LCL滤波器的谐振峰,在模拟控制下,它等效为在滤波电容上并联一个电阻。然而,采用数字控制时,控制延时使其不再等效为一个电阻,而是一个与频率相关的阻抗。并且在高于1/6的采样频率时,该等效阻抗表现出负阻特性,当谐振频率高于1/6的采样频率时,负阻会降低系统对电网阻抗的鲁棒性。特别地,当谐振频率等于1/6的采样频率时,系统无法稳定。为此,该文提出电容电流即时采样方法,以减小电容电流反馈有源阻尼的控制延时,使其更接近于滤波电容并联电阻的特性。这样,不仅提高了系统的鲁棒性,而且,即使谐振频率等于1/6的采样频率,系统也具有很好的稳定性。以单相LCL型并网逆变器为例,进行实验验证,实验结果证明了所提出的电容电流即时采样方法是有效的。     

双输入Buck变换器的单周期控制

在可再生能源联合发电系统中,采用单个多输入直流变换器(MIC)代替原有的多个单输入直流变换器,可以简化电路结构,降低系统成本。MIC通常需要进行能量管理以实现可再生能源的优先利用,因此采用MIC构成的可再生能源联合发电系统是一个典型的多输入-多输出的耦合系统,其闭环设计复杂。因此本文针对双输入Buck变换器,提出单周期控制方式来消除环路之间的耦合。同时本文还提出了模式切换电路以实现各个模式之间的平滑切换,并推导了双输入Buck变换器在不同工作模式下的单周期控制小信号模型。由该小信号模型可知,采用单周期控制无需电流调节器,而且电压调节器在不同工作模式下的设计条件相同,因此调节器的设计大大简化。最后本文设计制作了一台800W的实验样机,实验结果验证了所提出单周期控制方法的有效性。     

零电压开关多谐振三电平直流变换器的控制策略

零电压开关多谐振三电平直流变换器具有功率器件电压应力低、实现软开关范围宽、输出滤波器小的优点。该变换器的两只开关管采用相位差π脉冲频率调制的控制方式。该文将介绍交错控制方案的实现。在实际应用中由于控制电路和／或驱动电路有差异，使得两只分压电容不均压，该文提出一种均压方法，细微地调节开关管的关断时间，确保分压电容均压。论文最后给出实验结果，以验证上述方法的有效性。     

硅太阳能电池串联电阻的一种估算新方法

硅太阳能电池等效串联电阻会影响其正向伏安特性和短路电流,而对开路电压没有影响,另外串联电阻的增大会使太阳能电池的填充因子和光电转换效率降低.研究计算太阳能电池串联电阻具有重要的实际意义.提出一种估算太阳能电池串联电阻的新方法,利用太阳能电池生产厂商提供的在标准测试条件下的四个技术参数(短路电流Isc,开路电压Voc,最大功率点电流Im和电压Vm)进行计算,同时通过引入相应补偿系数来考虑太阳光强和电池温度变化时对串联电阻的影响.理论估算结果与实验测量结果比较,两者误差在工程应用允许的精度6%以下.     

高效率的Boost型功率因数校正预调节器

有源功率因数校正(PFC)通常采用Boost变换器，在低压90V输入时，其输出电压调节在380V，此时变换器效率最低。本文提出一种变输出电压的控制方式，其输出电压随着输入电压的变化而变化。这种方法可以缩短开关管的导通时间，减小流经开关管的电流有效值，从而降低其导通损耗，提高变换器的效率。分析了Boost PFC变换器的损耗分布和控制方法。最后在一台1200W的原理样机上进行实验验证，还对比快恢复二极管和SiC二极管的关断特性，给出实验结果。     

高压输入低压多路输出的两级式变换器

270V高压直流电源系统是先进飞机电源系统的优选方案。随着飞机供电容量的增加,要求航空二次电源能够提供不同等级的电压输出以满足各种机载电子设备的需求。在这种高压输入低压多路输出的应用场合中,传统的变换器常遇到占空比失控、绕组耦合不佳及交叉调整率较差等情况。提出了一种隔离式拓扑和非隔离式拓扑相结合的两级式多路输出结构,可以解决传统变换器在此类电源模块设计中存在的问题。在分析这种变换器稳定性的基础上,试制了一台200～330V输入,12V/2A、-12V/1A、3.3V/6A和5V/10A4路输出的DC/DC原理样机,给出了实验结果。     

双输入Buck变换器的交错双沿调制方法

在多种新能源联合供电系统中,采用多输入直流变换器代替多个单输入直流变换器,能够简化电路结构,降低系统成本.首先分析了双输入Buck变换器的输入输出关系,它只决定于两只开关管的占空比,而与驱动信号的相位无关.然后分析了两只开关管的驱动信号之间的相位差与电感电流纹波的关系,采用交错双沿调制方法,使得电感电流纹波最小,由此可以提高变换器的动态响应速度和功率密度.搭建了一个400W的原理样机,实验结果验证了交错双沿调制方法的有效性.     

多电平Buck变换器的解耦控制与闭环设计

多电平直流变换器利用飞跨电容使得输入电压在串连的各开关管之间均分，以降低开关管的电压应力。但该变换器是一个多输入多输出，强耦合的非线性系统。该文建立了多电平Buck变换器的小信号模型，并采用一种新提出的控制方法将该变换器解耦成多个单输入单输出系统，然后进行控制闭环的设计。论文采用三电平Buck变换器进行了实验验证。实验结果表明，所建立的小信号模型是正确的，基于该模型设计的补偿网络可以使变换器具有较快的动态响应。实验结果也表明输出电压闭环和飞跨电容电压闭环是相互解耦的。