功率/信号复合调制的光伏优化器设计

在配置光伏优化器的分布式光伏系统中,通信功能与最大功率点跟踪(MPPT)功能同样重要.此处提出了一种利用功率/信号复合调制进行电力线载波通信(PLC)的光伏优化器设计方法,通过将调制信号叠加于光伏优化器的功率控制环上,实现数据信号发射.该方法无需额外的信号发射电路,节省了硬件成本.通过建立系统模型,分析了优化器在直通模式下通信和功率传输之间的相互影响.最后,通过搭建一个包含12块光伏组件的2.2 kW的系统,实现了 3.75 kbit·s-1的通信速率,验证了该设计方法在光伏系统中的可行性.     

基于傅里叶级数解析热扩散角的功率模块热阻抗物理模型

绝缘栅双极型晶体管功率模块失效主要由温度因素诱发。为提高功率模块可靠性,RC热阻抗模型被提出用于实时预测芯片结温。随着功率密度的提高,模块横向扩散愈发明显,多芯片热耦合效应愈加突出,导致传统RC模型会引入较大误差。文中针对RC模型精准度不足进行改进,揭示热扩散角取决于热流密度的物理内涵,结合多层封装结构下的傅里叶级数解析热流模型,建立一维RC热网络与三维热流物理场的本质联系,构造计及多芯片热路耦合的扩散角热网络,较为准确地描述多芯片结温动态特性,揭示热扩散与热耦合效应对芯片温度场形成的规律。与其他传统热扩散角模型相比,所提出方法的结温计算结果准确度最高。最后以型号SEMi X603GB12E4p模块为例,针对提出的物理模型进行验证,仿真与实验结果均表明,该模型能够表征不同工况条件下功率模块的热过程,验证了所提建模方法的有效性与准确性,误差小于4%,且验证了所提模型较不计及热耦合模型精度提高了16.72%。     

基于移相脉冲宽度调制控制的串联谐振式塑料薄膜表面处理电源的研制

塑料薄膜表面处理负载是一种非线性变化的容性负载,随着放电的增强,负载等效电容增大。针对负载这一特点,研制一台基于移相脉冲宽度调制(PS-PWM)控制的塑料薄膜表面处理电源,实现对负载谐振频率的闭环跟踪。采用PS-PWM控制的塑料薄膜表面处理电源简单,紧凑,可获得很高的效率,采用二极管直接整流方式,克服了因晶闸管整流所带来的尺寸和成本问题。这种高频电源较好地实现了开关管的零电压(ZVS)软化,得到了较宽的调功范围。文中给出了该电源对塑料薄膜表面处理的实际结果,并验证了其有效性。     

不同控制策略的小功率Boost-APFC性能研究

为了使用于小功率场合的功率因数校正电路的综合性能最优化,本文研究了采用电流断续模式或临界断续模式和电流连续模式的小功率Boost-APFC的各项性能。通过仿真分析和实验比较相结合的方法,定量给出了各电路在输入电流特性、效率、EMI滤波等性能上的具体差异,并且考虑了使用SiC二极管后对电路性能的影响。     

新能源直流微网的控制架构与层次划分

以新能源直流微网为研究对象,融合集中控制和分散控制特点,提出一种直流微网层次控制架构。根据直流微网的物理特性,将控制框架划分为变流器控制层、母线控制层和调度管理层。在变流器控制层,将各类变流器统一为终端控制型和母线控制型;在母线控制层,根据母线电压划分3种运行模式,以实现系统中各单元的自适应模式切换;在调度管理层,中央控制单元通过自上而下的决策仲裁机制,实现系统的整体优化。位于底层的变流器控制层通过分散自治控制保证系统的可靠性;处于顶部的调度管理层通过集中控制提升系统的灵活性;处于中间的母线电压控制层作为重要衔接,实现系统的能量流动和信息交互。最后,通过理论分析和实验测试,验证了所述控制策略的有效性。     

基于部分功率变换的光伏组串电压补偿器研究

研究了在光伏系统的每个组串中串联电压补偿器,从而提高组串输出功率的方法。通过分析补偿器的原理、实现拓扑及相关控制策略,使其在兼顾成本和效率的同时,实现组串级最大功率点跟踪(MPPT),并维持组串之间电压平衡。该结构不仅适用于改造传统集中式阵列,也可与光伏组件优化器配合应用。最后在光伏模拟平台上,实现了补偿器MPPT功能,验证了光伏组串补偿器具有提高系统发电效率的结论。     

开关电源的电磁兼容设计

本文就开关电源EMI特点，开关电源的EMC设计中软开关技术在开关电源中的应用、开关电源的EMI抑制技术、印刷线路板元件布置和布线的计算机辅助设计等问题，进行了系统、简明、扼要地分析和讨论。     

模块化光伏并网逆变器的线性功率控制

基于CAN总线模块化光伏发电系统的传统控制方案中,控制性能受到CAN总线传输速度的影响,动态特性较差。本文根据光伏组件与逆变器的功率特性曲线,分析了系统动态特性与光照变化时母线电压波动之间的内在关系,并提出了线性功率控制方法,有效地缩短了系统的响应时间,从而很好地抑制了光照变化导致的母线电压波动,提高了并网电流的品质和系统的可靠性。论文详细分析了线性功率控制中线性斜率对系统控制性能的影响,给出了控制方法的实现方式和设计流程,并搭建了实验原理样机进行系统动态测试。实验结果与理论分析一致,充分验证了控制方法的有效性。     

具有直流故障穿越能力的模块化多电平换流拓扑推演与对比

直流故障具有影响范围广、故障电流大的特征,已成为制约直流系统发展的重要因素之一.模块化多电平换流器可通过配置双极性子模块实现直流故障穿越,但相比于基于半桥子模块的拓扑,其建造成本与运行损耗均大幅增加.为寻求兼顾硬件成本、运行效率与直流故障穿越能力的模块化多电平换流拓扑,首先通过拓扑抽象定义与模块配置约束,遍历并推导出4...     

压控器件的磁隔离驱动电路设计

根据压控器件的特点,设计出了适用于任意占空比的磁隔离驱动电路。通过仿真,进一步得到最优化的实际驱动电路,最后给出了实验波形。