用于含高次谐波分量多谐振变换器的扩展型建模分析方法

提出一种用于含高次谐波分量多谐振变换器的扩展型建模分析方法。以五谐振元件LCLCL变换器为例,经合理的参数设计,其能同时传递基波和3次谐波有功功率,提高谐振电流利用率。该文首先阐述了传统基波等效分析法的建模原理和不足,通过将变换器的非线性输出单元用一个等效阻抗来代替,构建出扩展型建模方法。然后,针对电流连续导通模式和断续导通模式两种情况分别讨论,由此得到变换器的直流电压增益表达式。最后,搭建了一台额定功率为500W的实验样机,通过理论计算和仿真、实验结果的对比,验证了该文所提建模方法的有效性和准确性。同时,变换器取得了全负载范围内的软开关特性。其最高效率为95.46%,且在轻载下也能够保持较高的转换效率。     

一种适用于小功率可再生能源的单相高频双Buck全桥并网逆变器

提出一种适合小功率可再生能源并网发电应用的单相高频双Buck全桥并网逆变器。基于全碳化硅(Si C)功率器件,逆变器工作频率可达100k Hz,有效减小了电感体积,同时使并网电流纹波降低。进一步分析逆变器的控制策略:采用电压电流双环控制,在电流环利用一种三极点三零点(3P3Z)控制器使得受控并网电流快速跟踪电压环产生的电流给定,并采用一种简单线性化算法快速产生控制占空比信号,实现高频变换;电压环采用双极点双零点(2P2Z)控制器,在产生电流内环给定幅值的同时,控制输入侧直流母线电压稳定在电压给定值,使得逆变器能够向电网传输能量的同时维持母线电压恒定;逆变器采用一种二阶广义积分软件锁相环(SOGISPLL)产生与电网电压相位相同的相位信号。最后,通过实验样机对逆变器理论分析的有效性进行了验证。     

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。     

电感寄生电容对电子镇流器启动的影响

针对电子镇流器启动时的可靠性要求研究了电子镇流器的谐振方法.对串联谐振、并联谐振、串并联谐振3种谐振方法进行比较后,选择了串并联谐振法,并分析研究了这种谐振方法存在的问题.为了使电子镇流器可靠启动.必须提供足够高的启动电压.通过研究串并联谐振电路启动时各种参数,发现电感的寄生电容对启动电压影响特别大,因此针对这种现象对原有方法进行了改进,使启动电压达到3 kV以上,从而能够可靠地将灯点亮.介绍了滑频启动方法,并对该方法加以改进,实现了可靠点灯.     

基于能量模型的临界导通模式Boost变换器软开关方法

在变换器高频化发展的趋势中,功率器件的软开关实现对变换效率的影响更加突出。无辅助电路的临界导通工作模式下,Boost变换器主开关管在特定增益下无法实现软开关。为此,该文提出一种能量模型及相应的软开关实现方法。首先,建立死区前后储能元件能量变化的数学模型。然后,结合死区起止时刻的能量平衡方程,研究软开关无法实现的电路机理。在此基础上,考虑开关管输出电容非线性特征,提出软开关实现方法,避免了复杂谐振过程的时域精确建模,提高软开关实现的准确性。最后,搭建500 W实验样机进行实验,结果表明,相较于对谐振过程建模的传统时域模型,所提方法将实际开通电压降低47%,使峰值变换效率提升0.4%,进而验证了其有效性。     

基于GaN的高频Boost变换器优化设计

该文围绕同步整流型Boost拓扑效率提升这一关键问题展开研究.作为Boost变换器三种工作模式之一,临界导通模式(BCM)下的Boost变换器可以实现主功率开关的零电压开通或谷底开通以及续流管的零电流关断,有助于提升变换器效率.此外,采用同步整流技术可进一步减小传统续流二极管的导通损耗.该文从BCM下的参数设计出发,重...     

电子镇流器中LCC谐振逆变器控制策略研究

针对传统单片机控制LCC谐振逆变器控制过程中出现的问题进行了理论分析:并基于ATgOPWM2B微处理器,提出了改进型半桥LCC逆变器的控制策略.改善后的LCC逆变器不但提高了频率分辨率,改善了启动和功率调节特性,而且解决了频率修改时的波形异常问题.基于理论计算给出了电路各参数的计算方法,然后通过详细的仿真分析优化了设计方案,最后通过试验验证了上述理论和仿真分析的正确性.     

一种双CLT谐振软开关直流变换器设计与实现

提出了一种双CLT谐振软开关直流变换器。通过采用双变压器结构,变换器的电压增益曲线不仅具有两个谐振频率点,还具有一个独特的谐振零点,极大地拓宽了输出电压范围,使得输出电压在零至额定值范围内灵活可调。变换器可以在全负载范围内实现开关管零电压开通、二极管准零电流开通和零电流关断;在半载至额定负载范围内实现开关管准零电流关断,在轻载时限制关断损耗,变换器的关断损耗得到有效抑制。同时,在双CLT结构中,两个变压器的一次侧漏感可以作为谐振电感的一部分,削弱了漏感给电路带来的不利影响。最后,设计了一台1k W的样机,其最高效率可达95.3%,实验结果证明了理论分析的可靠性。     

多输入交错并联Boost变换器功率分配控制策略

针对功率分配底层功能提出一种新型控制策略,该控制策略在传统的双闭环平均电流均流法上加以改进。首先电流内环修改为功率内环,将电压外环的输出除以输入电压再乘以功率分配系数作为新的功率给定值来实现功率分配功能。同时将自抗扰技术应用到电压外环提高母线电压的响应速度。最后基于模块化思想并利用氮化镓功率开关器件,搭建一台三输入交错并联Boost实验样机,其额定功率为1500 W,额定工作频率为500 kHz,峰值效率为98.3%。实验验证结果表明,在相同输入电压或不同输入电压的情况下均能实现功率分配功能,并具有良好的动态响应。