考虑寄生参数的隔离型双有源桥DC-DC变换器的开关开路故障分析与容错控制策略

双有源桥(DAB)DC-DC变换器开关管的驱动电路故障导致开关开路故障(OCSF),这使得DAB系统拓扑对称性缺失、高频电压和电流发生畸变和直流偏置,进而对系统的可靠性和长期运行稳定性造成不良影响.对此,研究DAB开关管和高频变压器寄生参数对OCSF后系统运行状态的影响,以完善DAB故障分析体系.针对OCSF问题,提出一种基于对称拓扑和对偶原理的故障容错策略,通过闭锁开关使系统运行拓扑恢复对称,并在此基础上提出一种不改变控制器参数、只需改变控制器输出饱和参数的实用控制方法,并在理论上讨论了该方法的可行性.最后,通过实验验证了OCSF模态分析及所提容错控制策略的正确性.     

基于电流馈电推挽式变换拓扑的变换器电源设计

以提高变换器电源的效率和可靠性为目标,设计了基于电流馈电推挽式变换拓扑的变换器电源。为使变换器电源具备开关管以零电压开关方式通断、开关频率恒定等理想特性,采用电压型推挽全桥逆变器,设计属于电流馈电推挽式变换拓扑结构的变换器电源装置主回路。选择DSSK60-015A全波整流二极管作为变换器电源主回路硬件;通过反馈控制电路调控电压波动时控制端流变化;根据变压器电感、匝数、线径等特性设计变压器绕制结构,完成变换器电源变压过程;设计保护电路,保证电源可靠工作。实验结果表明,所设计的变换器电源的输出电压、电流误差范围均在2%内,开关管实现了零压开通,变换器电源功率因数均保持在0.96以上,且效率高达95%。     

一种MMC子模块电容电压波动最小化容值优化方法

模块化多电平变换器MMC(modular multilevel converter)广泛应用于直流配电系统。MMC由多个子模块组成,减小子模块电容可以降低子模块成本,提高变换器功率密度。分析了共模电压、环流和调制比对电容电压波动的影响,利用电容电压波动的解析表达式,通过注入合适幅值和相位的三次共模电压和二、四次环流,选取最优调制比,使目标函数电容电压纹波达到最小化,从而在一定电容电压波动率下使其电容取值达到最小化。采用所提方法可以使子模块电容容值的需求降低至常规方法的22%,变换器功率损耗降低至常规方法的87%,而开关管电流应力与现有方法相比只增加0.5%。RT-LAB实时仿真结果验证了所提理论的正确性和可行性。     

并网变换器电流重构模型预测容错控制

当传统并网变换器发生桥臂故障时,通过连接故障相到直流侧电容中点,重构为三相四开关容错运行结构。针对三相四开关容错变换器的交流电流传感器故障问题,提出了一种基于电流重构的模型预测功率控制方法。首先,利用采样的直流电流和正常交流传感器信息,并根据变换器电压矢量与电流关系重新构造出三相电流。其次,建立容错变换器功率预测模型,利用重构电流参与容错变换器的模型预测控制,应用使代价函数取得最小值的开关矢量。最后,搭建仿真和实验平台进行验证,结果表明所提控制策略有效,输出功率稳定,实现了并网变换器在桥臂和传感器双重故障下的容错运行,提高了系统的可靠性。     

一种应用于直流微电网并网变换器的双电流反馈控制策略

针对弱电网时谐振频率发生变化导致LCL型并网变换器稳定裕度降低的问题,提出一种应用于直流微电网并网变换器的双电流反馈控制策略.根据变换器交直流两侧功率守恒以及传统下垂控制方程,建立直流母线电压与变换器侧电流的二次函数关系,简化直流母线电压控制方式,减少控制器参数设计;在变换器侧电流反馈控制内环加入并网电流反馈有源阻尼,分析其阻尼等效特性,提高弱电网下的谐振抑制效果.仿真与实验结果表明该控制策略能够实现直流侧母线电压的稳定控制以及交流侧并网电流的谐波优化.     

交流方波氩弧焊功率变换器

本文提出一种用于交流氩弧焊的功率变换器,它与具有陡降特性的直流焊接电源配套进行交流方波氩弧焊。文中介绍了其工作原理,性能特点及主要研究设计内容。结果表明,该方法是实现高质量交流氩弧焊的有效途径之一。     

基于模块组合多电平变流器的STATCOM研究

研究了基于模块组合多电平变流器MMC(Modular Multilevel Converter)的大容量STATCOM的控制策略。对MMC的工作原理和STATCOM运行特性作了分析,建立了M-STATCOM动态模型,并设计一种新的电容均压方法。同时,采用固定开关频率的直接电流控制策略,进一步增强补偿效果。最后利用Matlab/Simulink对系统进行了仿真,验证了所提方法的正确性和有效性。     

基于网络控制的Boost变换器建模及时延分析

为适应电力电子系统集成化的要求,将网络控制引入电力电子领域,采用网络控制方式不仅能有利于电力电子模块化,还能提高系统性能。以电力电子领域常用的Boost升压变换器为例,基于状态空间平均法建立了其网络控制模型,分析了为保证系统控制要求的系统最大时间延迟,并给出了最大延迟计算方法,最后通过仿真验证了延时对系统稳定性的影响。     

一种低交叉调整率的四路输出DC/DC变换器设计

介绍了一款四路输出DC/DC变换器的设计,并给出了主要技术指标、组成方框图、电路原理图和变压器的绕制方法。该设计在保证纹波噪声、效率、体积和重量等重要指标均满足要求的情况下,仍具有低交叉调整率的突出优点。     

一种准Z-源DC-DC变换器的建模与控制

分析了准Z-源DC-DC变换器在稳态时的工作原理,根据状态空间平均法建立了准Z-源DC-DC网络在电流连续工作模式下(CCM)的交流小信号模型,并对模型进行分析,获得控制至输出的传递函数,实现了输出电压闭环控制。最后建立了实验样机,进行了实验验证。