小型光伏并网微控制器

针对光伏并网发电系统中的核心技术——逆变器的结构设计与控制方法进行详细分析,采用软件锁相环(SPLL)实现了逆变器对电网电压频率和相位的实时跟踪;根据光伏微逆变器的特点,研究分析了结构简单具有隔离作用的有源钳位交错反激变换器。通过搭建Matlab/simulink模块对系统主电路进行理论验证,在实验室制作了100 W的实验样机对系统进行实际验证。实验结果表明系统满足设计要求,其控制方法和策略具有可行性。     

基于耦合电感的对称式交错并联低输入电流纹波高增益DC-DC变换器

针对高电压增益、大功率应用场景,提出一种基于耦合电感的对称式交错并联DC-DC变换器.该电路拓扑结合了交错并联与耦合电感的优势,一方面扩大了变换器的容量,降低了输入电流纹波;另一方面可以利用耦合电感的匝比来调节电压增益,提高了变换器的灵活性.由于两相电路耦合在一起,且完全对称,可以实现自动均流,因此,不存在功率失衡问题.通过集成开关电容单元(SCU),并将其扩展至n个,进一步提高了电压增益,避免了耦合电感匝比过高的问题,同时还降低了功率器件的电压应力,因此,可以采用低电压等级、高性能的半导体器件来提高变换器的工作效率.分析该变换器的工作原理、稳态性能,并制作一台额定功率为1kW的样机,实测变换器的最高效率为97.34％,满载时(1kW)效率为94.64％.实验结果验证了理论分析的正确性,以及所提变换器的可行性.     

电流控制交错Boost变换器精确建模与设计

交错Boost变换器是中大功率开关电源前级功率因数校正装置的核心电路,其建模的准确度对开关电源的设计至关重要.为了缩小模型与实际电路间的偏差,更好地服务工程设计与应用,提出了一种峰值电流控制的非理想交错Boost变换器设计方案.在连续导电模式工况下,建立了系统功率级与控制级精确的小信号模型,获得了系统完整的交流小信号模型.基于该模型,分析了非理想因素对系统特性的影响,设计了电压控制器补偿网络,理论分析表明该模型较之传统理想模型更为精确,实验结果证实该方案能准确实现交错控制,具有动态响应快、输出电压波动小等优点.     

基于物理模型的烟雾模拟

在分析研究流体物理特性算法基础上,提出一种新的烟雾模拟实现方法。该方法基于物理模型的求解简化方程模拟烟雾的动态变化过程。模型中采用了非粘性欧拉方程,通常它比其他用粘性Navier-Stoke方程建模的更适合用来对气体进行建模并且减少计算量。实验验证该模型还可以正确处理烟雾与移动的物体之间的相互作用。     

城乡交错区蔬菜生态系统肥料利用率的模型模拟

GLEAMS是美国农业部开发的一个模拟农田氮磷循环的模型,主要用来评价农田管理措施的环境效益.本研究借助GLEAMS模型并基于几个典型施肥量的模型假设,模拟了南京市东郊小型蔬菜生态系统施肥量对作物养分元素吸收量的影响.结果表明,在研究区将有机肥的施入量因地而异的减少到现有施入量的45.2%～53.4%,并且将化肥的施入量减少到13.3%～96.9%,氮素吸收率可提高9.90～14.4个百分点,磷素吸收率可提高9.60～13.1个百分点.氮的淋溶量也减少到了原有量的26.5%～37.6%,同时每公顷蔬菜地可以节约施肥成本2080元～4400元.本模拟研究为提高蔬菜生产系统的经济效益和改善生态环境提供了重要的科学参考价值.     

空间光学遥感器CCD焦面组件的设计与分析

随着空间光学遥感器大视场高分辨力技术指标的不断提高,对CCD焦面组件的结构形式和材料选择提出了越来越高的要求.为了满足指标要求,设计了三片CCD机械交错拼接的焦面组件,阐述了该焦面组件的结构形式和材料的选取过程.应用有限元软件对其进行了均匀温升、模态和静力学分析.结果表明,所设计的焦面组件满足了空间光学遥感器的大视场高分辨力的技术要求,同时也能适应空间微重力、振动和温度变化等环境条件.设计和分析过程为三片以上CCD焦面组件的设计和分析提供了参考.     

适用于激光器脉冲驱动系统的低纹波交错并联Boost变换器

设计了一种适用于激光器脉冲驱动系统的低纹波交错并联boost变换器,采用多路交错并联结构有效降低了系统重载下的输出电压纹波,理论空载最大输出电压120 V,最大输出功率119.2 W,重载下电压纹波低于5 mV。分析了交错并联Boost变换器的并联路数和每路电感放电时间间隔等参数对输出电压纹波的影响,并提出利用单路Boost变换器输出参数估算多路电压纹波的方法,可为交错并联Boost变换器并联路数的确定提供依据。     

单相三路交错式功率因数校正技术

为降低成本,减小谐波含量,提出一种基于状态观测器的三路交错式功率因数校正(PFC)控制方法。分析三路交错式运行机理,通过设计控制参数,分别对电压控制环路与电流控制环路进行独立控制,采用状态观测器对输入电压进行估计。仿真及实验结果表明所提控制方法可在宽输入电压及功率工况下实现接近于1的功率因数控制效果,提高了系统输出能力,使谐波含量低于5%,且降低了系统成本,具有较高的自适应性与稳定性。     

燃料电池用交错并联型Boost变换器参数综合设计方法

以燃料电池用交错并联型Boost变换器为研究对象,该文提出一种兼顾效率与功率密度的参数综合设计方法。首先对比单支路运行和多支路交错运行的电压及电流纹波,引入纹波抑制比量化交错并联对纹波的影响,从而建立变换器整体纹波要求与支路参数的对应关系,以此为基础进行参数设计。在参数设计过程中,以开关频率fs、电感电流纹波ΔIL以及电感磁心半径r为自变量,进行损耗建模和无源器件体积建模。以变换器损耗小于设定值为约束条件,以无源元件体积和最小为目标,优选最佳参数。在此基础上,进行电容取值和电感设计,进而实现兼顾效率和功率密度的设计目标。最后,通过仿真及搭建40kW实验样机,验证了理论分析的正确性和参数设计方法的可行性。     

便携式充电CRM图腾柱功率因数校正过零检测延迟与交错相位误差补偿控制

图腾柱功率因数校正(PFC)被广泛应用于电动汽车充电机以提高充电效率。该文提出考虑零电压开通(ZVS)裕度和轻载频率限制的全范围ZVS控制模型,全电压范围内实现完全ZVS开通。分析了电流过零检测(ZCD)延迟对输入电流总谐波畸变率(THD)的影响,提出基于在线时间计算模型的ZCD延迟补偿方法,满载电流THD降低1.4%。针对两相交错相位误差,提出考虑开关周期变化量的相位误差补偿方法,提高交错精度,满载THD进一步降低0.5%。最后,搭建了一台3kW便携式充电机,验证所提控制策略的有效性,充电机前级图腾柱PFC最高效率为98.8%,整机最高充电效率为96.6%,满载THD为2.4%,相比补偿前降低1.9%。