弧流放电用功率直流电源的设计和实现

介绍了一种弧流放电用功率直流电源的设计方案和实现,该电源满载输出功率为120kW（400V/300A）,调节部分采用传统的Buck电路和高频全桥逆变电路,研究和设计了50kV隔离的高频变压器。IGBT驱动控制芯片采用2SD315A驱动模块,实现了电源短路、过流时高速保护功能。     

一种数字COT控制Buck变换器设计

设计了一种基于数字COT控制的DC-DC变换器。通过分时复用的方法,采用单个ADC实现输入/输出电压和误差电压的量化,并通过内部数字信号计算得到电感电流信息。为克服ADC量程和精度之间的矛盾,使用PGA和DAC实现对6 bit ADC量程的扩展。Buck变换器在输入电压3.3 V、输出电压1.8 V、开关频率1 MHz下进行了仿真验证,输入电压阶跃响应时间从276μs/324μs下降到几乎无影响,负载阶跃响应时间达到39μs/39μs,电源调整率为0.14%,负载调整率为0.14%,输出精度达到了4 mV。     

基于GaN器件的双Buck逆变器共模与损耗

目前市场上的光伏并网逆变器结构按隔离方式来分,可分为隔离型和非隔离型,而抑制或消除共模电流是非隔离型光伏并网系统必须要解决的问题。出于在非隔离型光伏并网逆变器中抑制共模电流的目的,研制一种基于GaN器件的双Buck逆变器,该逆变器较传统全桥电路,共模电流小、效率高、控制简单。针对共模特性进行分析研究,分别对其在正常工况与死区状态的共模电流进行理论分析,并进行仿真与实验验证,得出该逆变器能够很好地抑制共模电流的结论。通过引入GaN器件来提高开关频率解决拓扑自身电感较大这一问题,并基于GaN器件对电路进行损耗分析与实验验证,实验结果与理论分析基本吻合,验证了损耗分析的正确性。该逆变器的实测最高效率高达98.63%。     

谷值电流控制三电平Buck变换器

三电平Buck变换器能使开关管的电压应力减小为输入电压的一半,使电感电流脉动频率为开关频率的两倍,减小滤波器的尺寸.为了实现以上的优点,使变换器具有较高的功率密度,必须保持飞跨电容的电压为输入电压的一半.为此,采用谷值电流控制的方法,通过平衡电感电流来调节飞跨电容上的电压,实现飞跨电容电压稳定.建立三电平Buck变换器谷值电流控制的小信号模型,以获得小信号传递函数模型,进而对其补偿网络进行了设计.仿真验证了理论的正确性和控制策略的可行性.     

平抑间歇式电源功率波动的混合储能系统设计

混合储能综合了功率型储能器件和能量型储能器件的优势,弥补了单一储能技术的不足,是储能技术的重要发展方向之一。针对平抑间歇式电源发电功率波动的应用需求,研究了超级电容器/蓄电池混合储能系统。结合间歇式电源的运行和控制,首先分析了超级电容器/蓄电池混合储能系统的作用,然后针对超级电容器、蓄电池的输出特性和应用需求,进行了混合储能功率电路的设计,并以蓄电池储能量和超级电容器储能量为核心进行了混合储能系统能量管理方案的设计,所设计的能量管理方案具有中央管理单元控制和本地控制2个层次,具有自适应特征。仿真和实验证实了上述方法的有效性。     

基于互补PWM控制的双功率变换在混合储能控制中的研究

为了克服在暂态过程中出现的电压跌路、负荷冲击导致的母线电压不稳定对微电网运行的影响,提出采用功率前馈和双闭环控制的双功率变换拓扑结构。该方案把超级电容和蓄电池结合,引入 双功率变换回路,对结构中两个功率半导体器件采用互补PWM控制,实现能量双向变换;建立了其状态方程模型,进行仿真;结果表明该结构及控制策略能有效的抑制暂态过程中直流母线的电压波动。     

信息化新型单相双Buck并网逆变器双闭环并网电流控制方法研究

依托信息数字技术,提出信息化新型单相双Buck并网逆变器双闭环并网电流控制方法设计。采用智能电频强度控制技术(VNDS)、波强保护算法(BVUS)与动态脉宽控制技术(BDZT),对传统双Buck并网逆变器电流控制方法存在的问题进行解决。仿真实验证明,提出的信息化新型单相双Buck并网逆变器双闭环并网电流控制方法各项测试数值优于传统双Buck并网逆变器电流控制方法。     

一种双相结构的同步Buck DC/DC变换器

指出了同步降压型直流-直流变换器从拓扑结构上实现软开关技术优点与在大功率场合下电流纹波大的特点,结合电感磁耦合技术将其扩展为双相结构的同步Buck型DC/DC变换器,分析了电感输出电流纹波减小的原理,并对不同负载下电路的工作特点进行了分析,采用可变频率的脉冲宽度调制控制方式以达到不同输出功率时的效率,试制了一台2kW的同步Buck DC/DC变换器样机,并给出了实验结果。变换器采用DSP芯片TMS320F2808作为控制管理芯片,通过积分分离数字PID算法改变控制量,具有较优异的动态性能,在蓄电池维护领域得到较好的应用。     

开关变换器中吸引子共存现象的仿真与实验研究

该文通过详细的数值仿真对变换器中存在的吸引子共存现象进行了全面研究,得到的参数变化分叉图指示在多处存在共存的吸引子,同时,利用与分叉图对应的最大Lyapunov指数谱还可以对这种吸引子共存现象进行印证解释.所有仿真结果均进行了电路实验验证研究.另外,对各共存吸引子的吸引域作了分析和讨论,它们均具有分形吸引域边界.研究结果对变换器的稳定设计和混沌利用具有重要指导意义.     

A prototype of a fuel cell PEM emulator based on a buck converter

After a brief introduction about fuel cell systems, and their modelling, this paper proposes a possible solution to emulate a proton exchange membrane fuel cell (PEM-FC) system by using a DC–DC buck converter. The fuel cell system, including all its auxiliaries and related control systems, is emulated by a buck converter realized experimentally and controlled in the DSPACE environment. The realization of the buck converter allows the behaviour of any fuel cells to be easily emulated since only the modification of the control law of the switch is necessary. The proposed emulator can be applied easily to other fuel cell systems if the polarization curve has the same current rate and maximum power. In this way it is possible to utilize the converter and perform the necessary tests to optimize a fuel cell system by avoiding the waste of hydrogen and the purchase of cells as well as any cell damage. With regard to current other types of emulators, the one presented here has the following characteristics: (1) all the auxiliaries of the system have been considered, each including its own control system, as in a real FCS, (2) the converter is a classical buck converter with a free-wheeling diode and is designed to have a high bandwidth and to be practically always in conduction mode (discontinuous mode appears only at very low currents) (3) the voltage control is made by a space-state controller, able to fix properly the closed loop poles of the system, thus guaranteeing the desired bandwidth of the control system and (4) it can be used in laboratory as a stand-alone low-cost system for design and experimental purposes.