应用动态解耦技术的ICPT系统输出功率调节方法

针对感应耦合电能传输系统输出功率实时和动态的调节问题,提出了一种基于动态解耦技术的新型功率调节方法。在无线电能传输系统的副边整流电路中加入2个全控型开关管,通过控制整流电路两侧开关管的导通与关断,即调节2个开关管的占空比使得负载侧与谐振网络的动态解耦,实现对谐振网络输出电压的不连续调节,进而达到调节输出功率大小的目的。通过对比调频、调幅、移相以及能量注入控制4种常用功率调节方法的工作原理和特征,该方法在快速性、复杂度、体积、成本等方面都具有其他调节方式不可比拟的优势。最后,通过仿真和实验验证了理论分析的正确性和方案的可行性。     

新型无接触感应耦合电能传输技术研究综述

阐述了无接触感应耦合电能传输技术的工作原理,给出了感应耦合电能传输技术的基本定义.对松耦合变压器的典型物理结构进行了分析与比较,对无接触感应耦合电能传输系统主电路拓扑结构进行了深入研究,得出了系统在不同结构下的等效电路,推导了不同漏感补偿拓扑下的补偿参数.分析了无接触感应耦合电能传输系统中高频逆变器结构及性能,并对系统的功率传输及控制情况进行了分析.结合目前无接触感应耦合电能传输技术的研究现状与不足,探讨了无接触感应耦合电能传输技术的发展趋势与研究方向.     

多负载感应耦合电能双向传输的仿真

针对多负载感应耦合电能传输系统中由于单向传输特性所产生的电能回馈困难与系统传输效率低下的问题,提出一种多负载感应耦合电能双向传输模式,以实现能量发射端与接收端之间的能量双向传输。阐述在软开关工作状态下运行于能量注入模式和自由振荡模式双工作模式的多负载感应耦合电能双向传输原理,并提出基于谐振软开关的多负载高频电能双向变换拓扑。以状态空间法构建并分析系统数学模型,通过仿真实验,实验结果论证了本文所提的多负载能量双向传输模式的可行性。     

基于FSK的LCLP型ICPT系统信号传输方法研究

针对传统感应耦合电能传输(Inductive CouplingPower Transfer, ICPT)系统存在的开关管损耗较大和变换器工作时产生电压或电流谐波等问题,基于LCLP型谐振拓扑结构,提出了一种以ICPT系统作为主电路的电能与频移键控调制(FSK)信号同步传输方法.通过LCLP型ICPT系统原理分析和信号调制解调策略研究建立了电能与信号同步传输数学模型;以电能传输能力最大化为前提分析计算了系统参数,搭建了仿真模型,进行验证分析.仿真结果表明,非噪声环境下的误码率为零;噪声环境下,信噪比(Signal Noise Ratio, SNR)-4时,误码率随SNR的增大而减小,直至SNR≥-4时,误码率为零.在信号传输电路引入前后,谐振输出电压幅值基本不变,BODE图曲线变化趋势以及衰减值不变,负载处谐波畸变率降为13.24%.系统在保证低误码率信号传输的同时没有对电能传输造成明显影响.     

非接触电能传输系统双模控制式交直交变换器

针对传统非接触电能传输系统中初级回路主电路的不足,提出了一种可工作于Buck和Boost2种控制模式的新型交直交变换器,该变换器不仅有效地解决了传统非接触电能传输系统中大容量滤波电容和DC/DC调压环节所引起的电流冲击、成本高、控制复杂等问题,而且通过2种模式的切换和其对应的开关管占空比的调节可实现输入电压大范围波动时的谐振电流恒幅控制。分析了该变换器的拓扑结构和工作原理,阐述了变换器在2种模式下的切换控制策略,并给出了仿真验证结果。     

松耦合感应电能传输系统的分析

在松耦合感应电能传输（LCIPT）系统中，系统工作频率大小的选择与电源的成本和系统电能传输大小有密切关系，限于目前功率电子器件水平和系统效率要求，提高系统频率受到限制．介绍了一种变换器拓扑结构，利用LC振荡时传输电能，当电容电压衰减到设定值时闭合开关对电容充电，使得开关管频率远小于谐振频率，从而提高了系统工作频率，降低了系统成本；最后，用Saber的时域和频域仿真验证了其正确性。该拓扑结构不仅适用于LCIPT，对于其它的变换器结构同样适用．     

基于E类功率放大器的非接触感应耦合电能传输系统

为了提高非接触感应耦合电能传输系统的可靠性,提出了一种基于E类功率放大器的拓扑结构.将发射线圈和接收线圈的耦合电感进行等效变换,把发射线圈的漏感作为E类功率放大器谐振单元,把励磁电感作为折算后负载电阻的匹配电感.在电能非接触传输的同时实现了阻抗变换,把等效负载电阻限制在一定的范围内.提出的拓扑结构简单,无需额外的补偿网络.并且负载电阻变化时,均能满足E类功率放大器的零电压软开关条件.仿真和实验结果验证了新拓扑结构电路的可行性.     

感应电能传输系统环流抑制方法

感应电能传输技术是一种利用磁场耦合来实现电能以无接触的方式进行传输的技术。在系统中,由于开关管在谐振电容电压非零点切换会导致环流的出现。环流使谐振电容电压波形发生畸变,EMI增强,开关管损耗增大,严重影响系统的稳定性和传输效率 ［6］。通过分析指出谐振频率变化是环流产生的原因。通过分析开关管在谐振电压过零点之前和过零点之后切换时环流的特点以及开关频率与谐振频率之间的关系,提出一种通过实时检测环流方向,动态调节开关频率与谐振频率一致,以保证开关管在谐振电容电压过零点切换,从而抑制环流。给出了以FPGA芯片为载体的环流抑制系统的设计方案。通过搭建硬件电路验证了该控制方法的有效性。     

带二重积分滑模面的PWM电压滑模控制器设计

通过将PWM(脉冲宽度调制)控制与滑模变结构控制的优点结合起来,设计了一种带二重积分滑膜面的滑模控制器来控制二阶交错并联Boost开关功率变换器.滑模面附加积分项使滑模控制系统的运动方程与原阶数相同,改善系统的稳态性能.设计仿真电路对该控制器在Boost变换器连续工作模式下进行PSIM仿真,得出该控制器与传统控制器相比具有更好的动态特性:Boost的电压和电流纹波较小;输出电压对输入电压和输出负载有较强的鲁棒性;输出电压不随开关频率的变化而变化.     

基于LLC与交错并联结构的PFC电路研究

针对高频开关电源,设计一种基于Boost结构的功率因数校正(PFC)电路.前级采用交错并联的Boost结构,利用平均电流控制策略,实现输入侧的功率因数校正;后级采用半桥LLC谐振变换电路进行功率级变换,以实现电力电子器件软开关控制,从而降低系统开关损耗.通过电路系统建模仿真,表明输入电流能较好的跟随输入电压,半桥LLC谐振变换电路在原边实现了零电压开通(ZVS)、副边实现了零电流关断(ZCS),达到了优化电能质量及降低电能损耗的设计目标.     

通信电源变换器轻重负载切换效率优化

针对轻重负载直流电转直流电（direct current direct current，DC DC）的转换效率不高，传统LLC电路控制方式无法满足5G通信电源能耗要求这一问题，采用LLC最佳谐振频率段临界值触发母线电压调压的控制策略，提高通信电源在轻重负载切换的工作效率，优化DC DC变换器。该方法主要利用LLC谐振频率对母线电压进行调制，降低因负载变化而导致LLC电路失去副边二极管的零电流关断（zero current shutdown，ZCS）。Matlab仿真实验结果表明，该方法能把LLC电路的开关频率稳定在最佳工作点附近，并能够保持副边二极管的ZCS，使其在全负载范围内的效率提升了41%。     

配电网负载侧互联装置 SNOP 控制策略研究

针对电力系统中新能源发电不断增加,其不均衡性和日益增长的用户负荷多样性对电网产生冲击这一问题,提出了一种基于双变压器的低压母线侧负载并联系统。 利用 SNOP(Soft Normally Open Points,智能软开关)的双向调节能力把配网系统中两个变压器低压用电侧互联,取代传统的联络开关,提高电能质 量和系统的可靠性,在背靠背式 VSC(Voltage Source Converter,电压源换流器)电路基础上添加储能系统作为 SNOP 的拓扑结构,提高了系统的可靠性,在交-直-交转换下保证能量互换的安全可靠。 根据其拓扑结构建立数学模型,研究了双闭环控制结构下的控制策略,并结合储能单元综合考虑其控制策略,保证储能单 元的兼容性。 最后通过 MATLAB 仿真验证双闭环控制策略下的储能型 SNOP 系统理论的正确性和可靠性,试验结果表明,储能型 SNOP 可以很好地对变压器两侧负载进行互联,以此缓解重载侧变压器压力。     

基于PSCAD的双馈风电机组低压穿越控制策略

随着风电机组装机容量的不断增加,风电场并网规范对风电机组的运行要求越来越严格,要求具有外部电网故障下不脱网运行（低压穿越）的能力.为了研究双馈风电机组（DFIG）在低压穿越控制策略的优化方面提供有效的动态仿真与分析平台,并克服Matlab/Simulink仿真环境下所建模型在动态性能方面存在的不足,采用PSCAD仿真软件建立了双馈风电系统的动态仿真模型.通过分析电网对称故障时DFIG的暂态特性,并对转子电流与定子磁链的关系分析得出涉及定子磁链动态过程的改进矢量控制方案,配合转子侧Crowbar保护电路,并对网侧变流器进行有功和无功功率的解耦控制,从而使得电网对称故障时转子过电流、直流母线电压和转矩剧烈波动的情况得到了解决.     

一种基于负载识别的交流接触器合闸涌流抑制策略

针对接触器在控制阻容和阻感性负载时吸合阶段可能出现涌流的问题,分析了不同负载与不同合闸相位角下的电流变化情况,找到了合闸相角和负载功率因数角对涌流的影响关系,并以此为基础提出了一种抑制涌流的开关合闸控制方案。本文通过公式推导开关在阻容、阻感性负载时吸合的暂态过程,找到了不同负载下的最佳合闸相角,并使用Multisim搭建硬件仿真电路,模拟不同负载时的开关吸合过程,通过检测合闸后触头回路的电流零点,提出了一种智能识别负载性质和判断涌流抑制情况的合闸控制策略,最后使用实验室研发的单极交流接触器进行带载实验,对负载的识别准确且抑制涌流的效果明显,实验结果和理论仿真一致,对接触器的智能控制具有一定的参考意义。     

开关线性复合变换低阻输出特性对系统的优化

为了在现有电力电子技术基础上进一步提高功率变换器的综合性能，揭示了一种由电力电子开关电路与线性电路有机结合而派生的开关线性复合功率变换器(SLH)。简述了该类变换器的基本工作原理，列举了并联型和串联型两种电路拓扑及其特点，说明了SLH的低阻输出特性对提高功率变换器静动态性能的作用，并对SLH与典型的PWM LC滤波单元的变换器进行了比较分析，给出了用于电源和传动系统不同负载条件下的测试数据和典型波形。结果表明，SLH在高效与优波兼顾、多类负载适应性和抗负载扰动能力方面具有综合优化性能。     

一种感应加热电源频率跟踪控制系统

针对感应加热电源中负载回路谐振频率时变的特点，在以IGBT为功率开关的2kW感应加热电源中，设计并实现了一种频率跟踪控制系统。该系统通过Hall电流传感器、电压比较器和CD4046锁相环对负载电流实现了频率跟踪，使逆变器工作在功率因数接近于1的准谐振状态。通过试验验证，电路简单可靠，运行良好。     

一种新型单级隔离式全桥软开关boost变换器

提出了一种新型隔离式软开关全桥boost变换器,软开关电路能有效地对桥臂上的电压尖峰进行箝位,并将漏感能量传递到负载端,可以实现所有开关管的零电压关断以及辅助开关管的零电流开通,提高了效率,最后给出了仿真结果.     

基于双极型三极管的新型直流固态继电器电路的实现

在低电压控制高电压输出技术中,电磁继电器存在开关动作迟缓、触点易抖动和抗干扰能力弱的问题。依据双极型三极管的开关特性和光耦的光电能量转换原理,提出了一种直流固态继电器的电路实现方法,并对实际电路进行了测试。分析结果表明,该电路能够实现弱电对较强电压的通断控制,具有开关动作快,带负载能力强,导通时间短(可达到1 ms)的优点。目前,该技术已成功应用于某地震勘探模拟爆炸机的自主研发电路设计中。     

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。