双向DC-DC变换器并联仿真

双向DC-DC变换器采用双向半桥变换器拓扑结构,首先阐述了双向半桥变换器的工作原理,并分析了电源的并联特性及自主均流法的工作原理,给出了参数设计方法.以Buck/Boost变换器并联系统为例,采用PID控制方式,应用Matlab对该模型进行了仿真,将仿真结果与未加均流方法进行比较,结果表明Buck/Boost变换器能实现能量的双向传递并且能很好地实现均流,从而验证了分析的正确性,为双向DC-DC变换器自主均流技术的推广应用提供仿真经验.     

基于并联均流技术的直流变换器

随着装备信息化的发展,各种仪器设备对电源容量的要求越来越高,而多模块并联是增加直流电源容量的主要途径之一。针对并联系统中由于单体特性不同造成的负载电流不平衡问题,分析了几种常用均流方法的优缺点,并采用最大电流均流法设计了均流控制策略,在电压电流双闭环控制基础上增加了一个均流环,形成一个三环控制系统。利用Matlab搭建了2个电源模块并联仿真模型,分别进行了有均流环和无均流环2种情况下的仿真,并进行了实验验证。实验结果表明该均流控制策略具有较好的均流效果。     

多芯片绝缘栅双极性晶体管模块的老化键合线定位方法

对实际工况中绝缘栅双极性晶体管(insulated gate bipolar transistor, IGBT)的可靠性监测是对电力系统安全运行的重要保证。然而,采用多芯片封装方式的IGBT模块因芯片位置分布导致模块整体热量分布不均问题。针对该问题,使用多芯片封装IGBT模块,建立其包含7层结构的有限元模型,通过有限元仿真结果分析得出,模块整体温度分布不均是由于各芯片传热路径交叉所导致的热阻耦合现象。在掌握热量分布规律的基础上,研究了IGBT模块内部芯片串、并联使用时某一芯片发生键合线老化后各芯片功率损耗的变化规律,并据此提出考虑热量分布不均的键合线老化故障芯片定位方法。仿真及试验结果表明：文中提出的多芯片封装IGBT模块热分布规律具有正确性,老化键合线定位方法具有可行性。     

IGBT并联型500 kW光伏并网逆变器设计

对500kW光伏并网逆变器进行工程化设计,其主电路采用IGBT管级并联的单级三相半桥逆变电路和LCL滤波器,控制系统采用基于电网电压定向的双闭环控制策略.三相半桥逆变电路每相采用4只额定电流为450A的IGBT管并联,对LCL滤波器和直流侧电容进行参数设计和元件选型,研制了控制系统实验装置.搭建了500kW单级式光伏并网逆变器仿真模型和小功率实验电路.仿真和实验测试结果验证了设计的正确性.     

大功率同步整流的均流及环流技术

分析了3种用于同步整流的控制方式,并通过能耗计算对比选择出最优控制方式.为克服单个器件及单个电路输出功率的局限性,对大功率场合多管并联的均流问题进行了研究,确定了影响并联均流的主要敏感参数,并给出了优化均流的解决方法.探讨了多同步整流电路并联环流的产生机理,并给出了防止环流的占空比协调控制方法.实验结果验证了理论分析的准确性,采用文中方法可成功实现同步整流的大功率输出.     

模块化电源的数字化均流法研究

在电流电压均流三环控制基础上提出了一种数字化平均电流均流法,并以M＋N冗余模式设计了大功率并联电源系统．以2个电源模块并联为例,采用PID控制方式,应用Matlab对该模型进行了仿真,结果表明均流效果较好,从而验证了设计的正确性．     

基于OrCAD/Pspice的IGBT驱动器EXB841的改进与仿真

分析了IGBT专用驱动器EXB841的组成和触发工作原理,针对EXB841对过流故障信号不能锁存而导致IGBT损坏这一缺陷,设计了延时软关断电路加以改进,并通过Or CAD/PSpice软件进行了仿真原理图设计与仿真分析。仿真结果验证了延时软关断电路的正确性和可行性。改进后的电路已投入太阳能电源控制系统中使用,结果表明所设计的电路完善了EXB841的过流保护能力,具有良好的实用性。     

基于SVPWM的并联型统一电能质量控制器

针对大容量并联型交错拓扑结构,结合统一电能质量控制器的原理,分析研究统一电能质量控制器控制方法,对SVPWM的控制算法进行详细地分析与推导,并通过变流器拓扑对逆变器控制进行仿真.仿真结果表明,SVPWM逆变器控制算法能实时控制IGBT产生补偿波形,此算法正确可行.     

一种自均流多模组大功率电源并联技术

针对大功率直流电源模块并联运行时的均流问题,阐述了一种应用于大功率直流电源模块并联系统的数字化控制均流技术,给出了并联系统的结构.通过分析并联系统的环流、功率调节特性等,提出了一种每一个子模块都独立采用双闭环反馈控制的技术.通过仿真与实验,该自均流并联系统可构成恒压电源及恒流电源,输出电压、电流误差分别小于0.83%和0.53%,模块之间电流不均衡度小于3.78%,稳定性好、瞬态响应快.     

750kV输电线路单相重合闸仿真研究

对超高压输电线路单相接地故障切除后的潜供电流进行了分析,建立了带并联电抗器的超高压输电线路单相重合闸动作的基于MATLAB的仿真模型,提出了一种新的并联电抗器中性点电抗取值的计算方法以及潜供电流电弧模型.对750 kV输电网络单相接地故障和单相重合闸动作进行了实例仿真计算.仿真结果表明,并联电抗器中性点小电抗的取值是合适的.     

基于占空比分配的交错并联Boost PFC仿真研究

传统交错并联Boost PFC电路的平均电流控制法基于均流控制,但实际应用中无法确保元器件的参数一致,无法实现均流控制;针对上述问题,提出了占空比分配法实现交错并联Boost PFC的均流,该方法将总电感电流平均值的1/2与各相电感电流平均值进行比较,根据比较后的结果确定各相的占空比;通过对电路各元件参数的计算,实现了400 V/200 W交错并联PFC电源的设计;最后,利用MATLAB进行仿真验证,仿真结果表明,所提出的占空比分配法能够实现输入功率因数高和两路电感均流。     

改进型预测函数在并联DC-DC中的应用

针对并联DC-DC开关电源主从模块电流分配精度不均以及面对负载扰动下动态性能、稳定较差等问题，提出一种基于主从均流的并联方法和将分数阶PID与预测函数（PFC）相结合的控制策略。对预测函数算法进行改进：首先，利用v步离散方法对BUCK变换器进行分段仿射建模（PWA）；其次，在保留预测函数控制基础上，引入分数阶PID思想，得到一个新的二次型指标函数；最后，将其与传统PI控制输出效果作对比，利用MATLAB仿真去检验分数阶预测函数（FOPID-PFC）控制策略的可行性和可靠性。仿真结果表明：提出的分数阶PID预测函数，在均流精度上比传统PI高，在面对负载加、减的情况下，超调量和调节时间分别降低了234mv、170 μs和221 mv、210μs，由此验证了BUCK变换器并联系统中，基于主从均流的分数阶预测函数控制策略总体性能优于传统PI控制，且主从模块的电流分配精度也满足预期设想。     

固态Marx发生器均流技术研究

为了提升固态脉冲发生器在低阻抗负载时的稳定性,提出了一种并联开关管电路的均流技术,采用增加小电阻降栅压的方法,设计了并联开关管测试电路和并联全固态Marx发生器测试电路对其均流效果进行验证.实验结果表明,并联结构的脉冲电源的内部浪涌电流得到有效抑制,开关管工作在安全工作区内,脉冲电源系统的稳定性得到了提高.     

平均电流型并联Buck变换器的建模及滑模控制

根据DC/DC变换的基本原理,在连续导通模式下,依据状态空间法建立了并联Buck变换器的数学模型,在此基础上对变换电路构建了仿真模型。仿真结果与理论分析一致,表明了建模方法的正确性。基于该模型设计了一种并联DC-DC变换电路均流控制器,该控制器使用滑模控制法实现输出电流均流和输出电压调节,仿真结果表明该控制器提高了并联变换器的动态性能,输出电压对负载扰动鲁棒性更强,输出电流均流效果较好。     

IGBT应用于VSC-HVDC中的关键技术研究

IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)的串并联组合作为VSC-HVDC(Voltage Source Convertor-High Voltage Direct Current)中换流桥的功率开关模块,在实际应用中会出现器件电压电流不均衡的状况,这主要是由器件参数的差异和栅极驱动信号的不同步造成的。本文利用并联等值电阻法、外加缓冲电路法、栅极电阻补偿法对IGBT器件参数和栅极驱动信号的校正进行了理论研究和仿真分析,有效解决了IGBT串并联的电压电流不均衡问题。     

晶闸管和IGBT混合的三相电机两相变频控制策略

现有三相交直交变频电路中大多使用IGBT作为电力电子器件,为了进一步降低低压大容量变频器设备成本,减少IGBT的使用,提出了一种晶闸管和IGBT混合的三相电机两相变频电路结构及四开关八电压矢量直接转矩控制策略.首先分析了利用IGBT辅助晶闸管关断的三相电机两相变频电路结构,并分析了不同开关状态下的瞬时电路工作原理,给出三相四开关拓扑下的八电压矢量生成方法;其次提出四开关八矢量异步电机直接转矩控制策略,并给出扇区划分、电压矢量选择和电压矢量伏秒生成原理;最后通过仿真实验验证所提策略的正确性和可行性.仿真结果验证了上述电路结构和控制方法的有效性.     

三相功率因数校正电路及其控制系统的仿真研究

对一种由SCR相控整流和IGBT斩波构成的三相电流型PWM整流器进行了研究.建立了基于开关函数的电路数学模型,分析了该电路PWM调制原理和借助于IGBT实现SCR换流的过程,设计了该电路的控制系统结构和参数,构建了电路系统的MATLAB仿真模型.仿真结果表明,该电路可以实现三相功率因数校正,使电流波形趋于正弦波,功率因数近似为1.     

高频MOSFET并联运行及驱动特性研究

提出一种高频MOSFET驱动电路，分析研究了高频MOSFET双管并联动态开头模式下出现的不均流问题。小功率电路实验结果表明，采取两个并联MOSFET对称分布，且通过调节栅极输入电阻使两个MOSFET特性参数匹配等措施，可获得较好的均流效果，在1MHz工作频率下可实现两管同时开关。     

平均电流模式DC/DC变换器均流控制方法

针对DC/DC变换器在并联时很容易出现输出电流不均的现象,介绍了一种利用均流线实现平均电流模式控制DC/DC的均流控制方法。小信号模型分析表明,采用这种控制方式时每一个模块都是个三环控制系统。对这种三环控制系统的电路参数选择原则进行了说明。并用三个BOOST电路模块构成的并联实验系统验证了这种控制方法。实验结果表明这种均流方法在动态和静态过程中的均流效果都非常好,而且并联系统的输出特性也比较平。     

基于磁纳米测温的IGBT热网络参数评估方法

提出一种基于磁纳米测温的绝缘栅双极晶体管(IGBT)热网络模型估计方法,可用于在线评估降维简化的IGBT热阻-热容网络模型.分析了磁纳米测温的理论模型和热网络传递模型,通过磁性纳米测温获得IGBT外壳背部的升温和降温曲线,从而估计热网络模型参数.通过设计的热网络模型参数估计系统和实验流程进行了仿真和实验,结果均验证了基于磁纳米测温的IGBT热网络模型参数评估方法的可行性,这种精确的在线估计方法能为评价IGBT内部热累积效应提供重要依据,也给出了实现大功率器件热安全性的在线评估解决办法.