隔离三端口变换器软开关分析与实验

为了进一步提高隔离型三端口变换器的变换效率和功率密度,减小功率变换器的体积,本文对隔离型三端口变换器实现软开通的条件及范围进行了研究。推导并得出了在移相调制方式下获得各端口全桥变换器开关管实现软开通的解析表达式,并通过仿真和实验室搭建的隔离型三端口变换器硬件试验电路进行了验证。仿真和实验结果与理论分析吻合,有助于实际系统研制时的辅助设计和参数优化。     

移相全桥ZVS变换器的研究

软开关变换器的建模,关键在于推导有效占空比的表达式,它由功率开关管占空比、开关频率、电感电流共同决定,而且直接决定了模型的精度,能够表征软开关变换器工作特性。本文着重分析移相全桥ZVS-PWM DC/DC变换器的工作原理,进行了有效占空比的推导、建立了仿真模型并给出了主要电路参数设计原则,验证了方法的有效性。     

开关磁阻发电机半自励功率变换器的设计分析与验证

开关磁阻发电机的输出功率和发电效率有待提高,而功率变换器作为开关磁阻发电系统中能量转换的通道,对整个发电系统的性能改善有着重要意义,可通过对功率变换器进行设计,达到提高开关磁阻发电机输出功率和发电效率的目的。因此首先提出从励磁电压与发电电压解耦角度出发,提高励磁电压并使发电电压低于励磁电压的半自励功率变换器及其控制策略;然后通过启动运行和稳态运行仿真验证了半自励功率变换器的可行性和预防过度充电能力,通过变速、变负载仿真发现随着转速和负载电阻的提高,半自励功率变换器励磁电压与发电电压也随之提高,能够有效提高开关磁阻发电机的输出功率及发电效率,尤其低速时输出功率及发电效率有明显提高,通过单相故障运行仿真,验证了半自励功率变换器具有较强容错能力;最后实验验证了理论分析和仿真的正确性,以及提出的半自励功率变换器及其控制策略的有效性。     

LLC谐振变换器软开关边界理论及最小死区设计

LLC谐振变换器已经在开关电源领域得到了广泛应用,但现有的关于变换器软开关实现条件及死区时间设计的研究还存在明显不足.为此,本文以LLC谐振变换器软开关工作特性为研究对象,建立了死区时间内变换器的精确等效模型,并在此基础上提出了变换器的软开关边界理论.该理论根据死区时间内电荷供给量与需求量的平衡关系,以及死区时间与谐振电流回零时间的大小关系,将变换器工作区域分为一个软开关工作区域和三个非软开关工作区域,并归纳得到了软开关边界曲线.分析了变换器在最差工况下也能实现软开关的最小死区,并推导得到了最小死区的数学表达式.最后,结合一款300W的样机进行了实例验证,理论设计与实验结果的吻合验证了理论分析的准确性.     

基于Boost变换器的最大功率点跟踪判据及实现算法

对基于Boost变换器且仅采样太阳能电池端口电压的最大功率点跟踪(简称MPPT)控制系统组成及原理进行了分析,推导得出了跟踪系统达到最大功率点的判据,并指出当Boost变换器开关管导通时间的变化量相对于开关管关断时间的变化率等于太阳能电池端口电压的相对变化率时,MPPT系统即实现最大功率跟踪。依据太阳能电池的输出特性曲线和所提出的判据,得出了判断变换器开关导通比变化方向的调整原则及开关导通比变化量的确定方法,并在此基础上提出了一种MPPT的新颖控制策略及实现算法,实例及实验结果验证了理论分析及所提出判据的可行性和正确性。     

智能电力操作电源及其控制技术的研究

提出了有限双极性的软开关控制策略,研究其控制机理,从理论上解决了全桥功率变换器的传统软开关控制策略存在的软开关受负载限制的缺陷,实现了全负载范围的软开关,降低了电力操作电源系统的损耗,提高了模块的功率密度.     

开关磁阻电机调速系统功率变换器的仿真与研究

给出开关磁阻电机双开关型、公共开关型和星点型三种功率变换器的拓扑结构,分析了功率变换器拓扑结构结构特点及其工作原理。采用Matlab-Simulink软件建立了功率变换器的仿真模型,在不同脉冲信号的触发下进行系统的仿真,给出了开关磁阻电动机起动时的电流和电压曲线,并对仿真结果进行分析和研究,进而阐明了开关磁阻电机功率变换器拓扑结构的发展方向和应用前景。     

双向全桥DC-DC变换器回流功率与软开关双重优化策略研究

在双向全桥DC-DC变换器中,回流功率与功率开关管软开关行为直接影响变换器的功率传输性能.以隔离型双向全桥DC-DC变换器为研究对象,分析变换器采用双重移相控制的工作原理,推导出回流功率和软开关行为特性与变换器移相角之间的关系.为了减小回流功率、实现软开关,在双重移相控制基础上,提出一种将系统传输功率分为两段,面向回流功率与开关管软开关的优化策略.在MATLAB/Simulink平台上搭建变换器模型,将分段优化策略与单移相控制对比仿真,结果表明:相比单移相控制,分段优化在第一段优化中将回流功率降到0,实现软开关;第二段优化将回流功率峰值降低约66％.     

零电流开关Buck变换器混沌现象的研究

鉴于软开关DC/DC变换器的应用越来越广泛,由于谐振元件的存在使得变换器的混沌现象变得复杂.本文以Buck ZCS PWM变换器为具体研究对象.借鉴采用模块化的思想,简化了电压反馈控制方式零电流开关 Buck变换器工作状态的分析,建立了变换器不连续导电模式下的系统离散混沌数学模型,为进一步的理论分析和模拟仿真打下基础.根据系统稳定性判据确定了稳定工作区域,得出主要元件参数的稳定工作范围,设计了电压反馈控制Buck变换器的仿真电路,仿真结果验证了理论分析的正确性.     

软开关技术在SRD系统中的应用研究

介绍了软开关技术的基本原理、基本的软开关电路拓扑,提出一种开关磁阻电机功率变换器的软开关方案,该方案在直流电源与相绕组控制电路间插入一种准谐振直流环节电路,并给每个相开关并联电容器后实现了开关磁阻电机功率电路中所有器件的软开关操作.对主电路工作模式进行了分析,并通过仿真验证了所提电路的软开关性能.     

新型全桥ZVSPWMDC—DC变换器的小信号建模及仿真

对软开关变换器的准确建模,可以正确设计软开关变换器的各元件的参数,使软开关变换器的性能得到进一步提高。本文结合新型全桥ZVSPWMDC—DC变换器的软开关工作特点,利用PWM开关等效模型,推导出了新型移相全桥ZVSPWMDC—DC变换器的小信号模型。并通过对小信号传函的幅频及相频特性分析,证明了这种模型具有物理意义清晰、计算简单等优点。     

移相全桥ZVSPWMDC／DC变换器的仿真分析

首先在研究硬开关的缺陷上，提出软开关技术。对移相控制ZVSPWMDC／DC变换器的工作原理进行分析研究的基础上，使用PSpice9．2计算机仿真软件对变换器的主电路进行仿真和分析，验证该新型DC／DC变换器的拓扑结构设计的正确性和可行性。     

基于 PDM控制的高频交流交交变换器的建模

根据软开关谐振理论,对三相高频交流交交变换器,提出了一种新颖的脉冲密度调制(PDM)的控制策略,并采用PDM控制策略建立了变换器的数学模型和仿真模型,分析了变换器输出波形。研究表明,在高频输入信号条件下,PDM控制技术可以将高频输入电压合成为幅值和频率变化的低频信号,具有操作简单、控制方便的特点。     

馈电网络阻抗变换器散射参数的测量

针对多模馈电网络中阻抗变换器子结构的特性,对阻抗变换器三端口网络散射参数的获取和测量方法进行了详细分析.考虑端口的阻抗匹配,推导出不同测量端口环境下的转化公式,对用二端口网络分析仪测量阻抗变换器的三端口散射参数进行了实际测量并用混合模式散射参数对该方法进行仿真比较,证明了该方法是正确的,为整个馈电网络系统的设计和优化提供有力的帮助.     

基于PDM控制的高频交流交交变换器的建模

根据软开关谐振理论，对三相高频交流交交变换器，提出了一种新颖的脉冲密度调制(PDM)的控制策略，并采用PDM控制策略建立了变换器的数学模型和仿真模型，分析才变换器输出波形。研究表明，在高频输入信号条件下，PDM控制技术可以将高频输入电压合成为幅值和频率变化的低频信号，具有操作简单、控制方便的特点。     

三相航空中频电源控制策略研究

针对航空用矩阵式高频链中频逆变电源的拓扑结构,提出了一种解结耦的SPWM控制策略,并给出了详细的数学推导。根据高频变压器输出侧电压脉冲的极性,将矩阵变换器等效成两个常规的三相逆变器,从而将单向高频链逆变器的控制策略引入到矩阵式高频链逆变器中。与其传统的矩阵变换器的换流策略相比,基于解结耦的控制策略易于实现,容易分析其工作原理。经过数学推导证明了此策略的可行性,并运用matlab/simulink仿真软件进行仿真研究,输出电压波形谐波含量低,验证了控制策略的正确性。     

单相耦合电感型全桥软开关逆变器的仿真研究

零电压开关逆变器的操作范围受到电源与负载变化的很大限制。为了达到电源、负载宽范围的适应能力,本文采取了一种可变匝数比的耦合电感型全桥软开关逆变器。该逆变器可以应用于高功率场合,并可以显著地提高效率。详细介绍了耦合电感型软开关电路的操作原理与设计准则。采用Pspice对该软开关逆变器进行了仿真,验证了该软开关逆变器的优越性。     

基于固定环宽的矩阵变换器的滞环电流控制策略的研究

介绍了基于固定环宽滞环电流控制的矩阵变换器的工作原理，它是将矩阵变换器等效为虚拟整流器和虚拟逆变器的串接，然后在虚拟逆变器上做固定环宽滞环电流控制；分析和推导了矩阵变换器在这种策略下的开关状态和控制规律；给出了在一个周期里，划分输入电压相区，输出电流相区的原则，确定了开关规则表；最后通过仿真得到了输出线电压和电流波形，其结果验证了文中提出的矩阵变换器控制策略的可行性。     

基于脉冲波形积分法的三电平变换器的统一建模

针对三电平DC-DC变换器开关数目多,开关模态复杂,难以用传统建模方法对之进行统一建模,用脉冲波形积分法对三电平DC-DC变换器进行建模分析,得到了有效的统一模型．文中以Buck三电平DC-DC变换器为例,详细阐明了统一建模原理,并给出了三电平DC-DC变换器的统一建模方法．仿真分析与实验验证了理论分析的结果,表明基于脉冲波形积分法对三电平DC-DC变换器进行统一建模是行之有效的．     

用于混合动力汽车的软开关双向DC/DC变换器

双向DC/DC变换器作为混合动力汽车能量管理系统的核心,在混合动力汽车能量双向转换控制中起到关键作用。根据混合动力汽车对双向DC/DC变换器的要求,选取双向Buck/Boost变换器作为主电路拓扑,减小了重量与体积、提高了系统的工作效率,同时采用半导体软开关技术有效减小开关损耗。推导出变换器在不同工作模式时的动态模型,并对相应模式下的控制器进行设计,提高了系统的稳定性和动态响应速度。最后,仿真和实验结果验证了理论分析的正确性。