低开关损耗有源电力滤波器的滞环电流控制

提出了一种调节滞环宽度、减少有源电力滤波器(APF)的开关损耗的方法.通过比较有源电力滤波器的各相输出参考电流,来调整各相的滞环宽度,以降低开关损耗较大的相的开关动作次数,同时提高开关损耗较小的相的开关动作频率,从而在保持总的控制精度的同时,降低总的开关损耗.该方法只需加入一个调整电路,即可明显降低有源电力滤波器的开关损耗.用电磁暂态程序进行的计算机仿真结果表明,该方法可在控制精度和开关频率基本相同的情况下,将有源电力滤波器的开关损耗降低10%以上,而且各相开关的温升也更加平稳.     

一种低损耗的有源滤波器滞环电流控制方法

有源滤波器(Active Power Filter,APF)的开关损耗较大,是影响其性价比的重要因素之一。本提出了一种新方法,该方法通过比较有源滤波器的各相输出参考电流,来调整各相的滞环宽度,以降低开关损耗较大的相的开关动作次数,同时提高开关损耗较小的相的开关动作频率,从而保持总的控制精度。该方法只需加入一个调整电路,即可明显降低有源滤波器的开关损耗。用电磁暂态程序进行的计算机仿真结果表明,本方法可在控制精度和开关频率基本相同的情况下,明显降低有源滤波器的开关损耗,而且各相开关的温升也更加平稳。     

一种新型的电压源换流器

为了改善轻型直流输电网络的波形质量,目前电压源换流器使用较多的高频开关器件,导致成本增高,损耗加大,限制了其实际应用.提出了一种Buck型电压源换流器(BVSC),该BVSC由一组双Buck变换器和一个工频逆变桥组成,仅用2个高频开关,即可取得较好的输出波形.为了进一步解决大功率应用时的高频开关的局限性,还提出了一种新型的双频控制Buck型电压源换流器(DBVSC),DBVSC在BVSC的基础上附加了一个双Buck变换器,使原BVSC工作在高频,仅处理谐波功率,而附加的BVSC工作在低频,处理基波功率.DBVSC既可以改善换流器输出电流波形质量,又可以减小系统损耗,提高功率等级,特别适合于大功率应用.推导了基于单周控制思想的控制方程,运用简单的控制电路实现要求,通过仿真研究,证实了理论分析的正确性.     

组合多电平式APF直流侧电压平衡控制策略

H桥级联式多电平变流器用于有源电力滤波器(APF)时,H桥功率单元直流侧电容电压的平衡制约着系统补偿的性能.通过对应用两电平变流器或H桥级联式多电平变流器的APF的研究,提出了更有利于实现多电平APF直流侧电容电压平衡控制的组合式多电平变流器拓扑;以新的多电平拓扑为基础,提出了2电压环的直流侧电压控制策略,解决了多电平有源电力滤波器直流侧电压平衡问题.仿真实验证明,该组合式多电平变流器拓扑是有效实用的,直流侧电容电压平衡控制策略也具有良好的控制效果.     

高频软开关逆变器的控制分析

在50kHz交叉联正激直流环节软开关逆变器工作频率难以提高的基础上，研究了kHz并联正激直流环节软开关逆变器新的控制方案，直流变换器改为20个200kHz正激变换器并联工作，通过一定的控制形成200kHz的直流脉冲电压，逆变器以100kHz的采样频率有限单极性控制，仿真结果表明该控制方案可行，功率管的开关频率提高，开关损耗下降，该方案有助于减小变换器的成本，体积和重量，改善变换器输出特性。     

一种基于负载电压换流的新型ZCS-PFM变换器

为实现一种结构简单,高效、高频、低电压应力,控制简单的软开关升压变换器,提出一种零电流软开关脉冲频率调制(pulse frequency modulation,PFM)变换器,并以其在boost变换器的应用为例分析了其工作原理、软开关实现条件以及该电路的设计方法.仿真和实验结果表明:该变换器在较宽的输出电压、输入电压、...     

隔离式双闭环开关电源的系统分析与实验

针对单闭环结构的开关电源受外界干扰时的动态响应速度慢,严重时会造成系统的不稳定问题,采用UC3842电流控制模式控制器,设计了一种基于电流型PWM(Pulse Width Modulation)控制技术的单端反激式隔离开关稳压电源.采用连续建模的状态空问平均法,建立了小信号模型,并利用控制理论,对双闭环反馈控制下的反激式变换器进行了补偿和稳定性分析,分析了其频域特性与系统性能指标之间的关系.实验结果表明:该系统具有快速限流特性,使高频变压器功耗和开关管功耗下降,系统动态响应的快速性和稳定性较好.     

组合式变流器错时矢量调制技术及并联控制方案

通过剖析一种能够减小交流电流谐波的错时矢量调制(ISVM)技术,提出了一种具有较高可靠性和冗余性的新型组合式变流器主电路拓扑,并借助数学模型和等效电路对多变流器模块并联进行了重点研究,得到了一种简单适用的并联控制方案.仿真实验证明,错时矢量调制技术能够将系统的等效开关频率提高到单模块开关频率的 N 倍(N 为并联模块数),大大减小交流电流谐波;文中提出的并联控制方案能够实现各种负载情况下模块间的均流控制.     

新型电压源型换流器拓扑及控制策略研究

文章提出了一种新型的模块化多电平换流器拓扑结构,在中高压调速领域、交流柔性供电系统中有着广泛的应用前景。与传统的多电平换流器相比,其具有输出容量大、开关频率低(等于基波频率)、开关损耗小等优点。文章分析了模块化多电平拓扑结构的工作原理,并提出了一种基于采用最小谐波原则确定脉冲导通角度的基频开关调制策略,且给出了子模块电容电压平衡的控制方法;最后,基于Matlab软件平台搭建了一个11电平的模块化多电平换流器模型,验证了理论分析的有效性和正确性。     

恒频PWM型零电流开关准谐振变流器

对传统的零电流开关准谐振变流器电路加以改进 ,通过引入辅助开关 ,使准谐振变流器工作在恒频PWM方式下。改进后的变流器 ,其滤波电路及高频变压器的体积明显减少 ,开关功率管及二极管的工作条件 ,以及变流器的负载调整特性等均得到明显的改善。对变流器的工作原理、输出特性、电路参数设计等给出了详细的介绍 ,一台 15 0kHz、 2 5V 75W变流器的电路实验证实了改进后变流器所具有的优点。     

恒频PWM型零电流开关准谐振变流器——分析,设计及电路实验

对传统的零电流开关准谐振变流器电路加以改进,通过引入辅助开关,使准谐振变流器工作在恒频ＰＷＭ方式下。改进后的变流器,其滤波电路及高频变压器的体积明显减少,开关功率管及二极管的工作条件,以及变流器的负载调整特性等均得到明显的改善。文中对变流器的工作原理、输出特性、电路参数设计等给出了详细的介绍,一台１５０ＫＨｚ、２５Ｖ／７５Ｗ变流器的电路实验证实了改进后变流器所具有的优点。     

航空三相有源功率因数校正技术比较

总结了航空电源标准的要求,指出航空三相功率因数校正(PFC)的设计需要特别考虑频率变化和电源电压不平衡条件下输入电流的谐波和直流输出电压的纹波。通过综述航空三相PFC的研究现状,选择了3种典型航空三相有源PFC方案——三相脉冲宽度调制(PWM)整流器、传统有源电力滤波器(APF)和广义APF,建立了3种方案的单相统一模型,对其谐波特性进行了理论分析和开关应力的计算,以比较3种方案的效率和功率密度。对3种方案分别设计了5kW的航空三相PFC,通过仿真结果对理论分析进行了验证。结果表明:将广义APF应用到航空三相PFC中具有较大的技术优势。最后指出需要解决广义APF直流输出电压不可控的问题和滤波电感的优化设计的问题。     

一种基于DSP的PFC变换器采样控制算法

为DSP控制的功率因数校正(PFC)变换器提出了一种新的采样算法，它能够很好地消除PFC电路中高频开关动作产生的振荡对数字采样的影响。尤其是当开关频率高于30kHz时，所提出的采样算法能有效地提高开关抗噪声性能。最后将此算法运用到一台2kW的PFC变换器中，实验结果证明了该算法对于分析、设计和调试所有含开关的数字采样电路均有实用参考价值。     

有源电力滤波器的自适应滞环电流跟踪策略

针对有源电力滤波器(APF)传统滞环电流跟踪方式逆变器的开关频率高且频率范围大的问题,提出了一种可变环宽的滞环电流跟踪控制策略.该策略根据系统开关频率、直流侧电压、主电路电感等参数动态的调节滞环比较器的环宽,不仅能够有效的降低开关频率和频率变化范围,而且在跟踪精度和动态性能上也比传统滞环比较法优越.通过MATLAB仿真表明,该策略的电流跟踪精度满足有源电力滤波器的要求.     

高频全桥软开关弧焊逆变电源的设计与实现

设计了一种基于峰值电流控制模式的全桥软开关变换器，配合以一定的焊机外特性控制电路，成功将其应用于ARC-160型弧焊逆变电源，工作频率150kHz，达到国内外同类型产品的领先水平．全桥变换器采用移相谐振的控制方式，通过增加一个辅助谐振网络，可以在较宽负载范围内实现主功率器件的零电压开关．实验结果表明，所设计的弧焊逆变电源工作波形良好，开关损耗小，满载时效率达到0．88．     

一种隔离型双向软开关DC/DC变换器

针对双向DC/DC变换器存在的开关损耗高等问题,提出了一种新型的隔离型双向软开关DC/DC变换器。该变换器由对称的拓扑结构组成。在电感和变压器漏感的作用下,变换器中的开关元件能够在较大的负载范围内实现零电压开关,同时在脉宽调制的控制下,二极管实现了零电流关断。这些措施减小了开关损耗、电压电流应力以及电磁干扰。分析了工作原理和开关过程,研制了一台500 W的试验样机并进行了试验。试验结果证明:在轻载和重载的条件下,所有的开关管都能够零电压导通,同时二极管能够在电流为零(ZCS)的情况下自然关断。     

电流源型半桥式晶闸管感应加热电源的分析与设计

为满足中低频（0．15～10kHz）大功率感应加热和熔炼的要求,该文提出了一种电流源型半桥式晶闸管逆变器。探讨了其独特的双电流源电路结构的优势,比较了不同负载电流状态下的电路工作状态,通过数学计算得出直／交流等效电阻间的关系和输出功率比与频率比的关系曲线。通过功率输出特性分析可知,电路工作于负载电流连续状态且工作频率趋向理想状态时最适合大功率输出和功率调节。给出了选取电路参数的经典方法。根据该方法设计了一台样机,通过实验验证了理论分析及参数选取方法的正确性。     

高压谐振型DC-DC变换器的调压调频控制方案

为解决高压开关电源高频化过程遇到的变压器分布参数对性能影响的问题 ,采用谐振变换器技术方案 ,通过调整回路参数 ,使变换器工作在谐振状态 ,减少了系统的损耗。建立了包含 Buck变换器、谐振变换器、高压变压器和倍压整流器的直流高压开关电源系统仿真模型。通过仿真 ,分析了谐振变换器工作过程 ,研究了主回路电气参数对谐振变换器的影响。仿真说明谐振变换器工作在感性状态开关损耗较小。实验结果验证了仿真分析的正确性。     

全桥DC-DC变换器中SiC器件损耗分析

目前以碳化硅(SiC)MOSFET为代表的第三代宽禁带半导体有着高工作频率、低开关损耗、耐热性高等优点,可以有效的降低DC/DC变换器的整体损耗,提升电能转换效率。在以金属氧化物半导体场效晶体管（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor, MOSFET）和绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor, IGBT)作为开关器件的全桥DC-DC变换器中,软开关技术的使用虽然会导致循环电流和较大的电流纹波,产生额外的损耗,但一般该损耗远低于开关损耗,可以有效降低变换器整体损耗。但对于SiC MOSFET全桥DC-DC变换器,碳化硅器件的开关损耗很低,可能会低于软开关技术的额外损耗,因此软开关技术在SiC MOSFET中的有效性面临挑战。本文采用英飞凌官方提供的型号为IMZA120R014M1H的SiC MOSFET的PLECS热仿真模型,对其在全桥DC-DC变换器中的软开关和硬开关损耗进行了全面的仿真实验和分析,以探究软开关技术在SiC MOSFET全桥DC-DC变换器中的有效性,同时提供一种变换器开关损耗和总体损耗研究的方法。实验结果表明,在100kHz的SiC MOSFET主流工作频率下,软开关开关损耗和总体损耗仍旧远低于硬开关,软开关技术在基于SiC器件的全桥DC-DC变换器中仍旧具有重要的作用和意义。     

开关变换器电磁干扰的混沌抑制技术研究

针对工作在高频状态下的开关变换器产生的瞬态脉冲含有高频谐波从而形成电磁干扰,电磁干扰通过传导和辐射的途径传播,不但对电网造成污染,而且直接影响到周围其他用电电器的正常工作这一现象。提出了开关变换器电磁干扰EMI的混沌抑制技术的分析和研究,主要以DC-DC Boost变换器为研究对象,介绍了Boost变换器的电路结构及工作原理,建立了状态方程,进行Pspice模拟仿真。证明从Boost变换器中固有的混沌现象出发,在不附加任何外围电路的情况下,通过变换参考电流的方法来使开关变换器的输入电流由普通周期状态变为混沌状态,使周期信号能量集中的频率谱线变为连续平滑频谱,降低高幅值的谱线,从而降低开关变换器的电磁干扰水平。