一种新型交错并联双向DC/DC变换器

提出一种新型交错并联双向DC/DC变换器,该变换器具有输入电流与输出电流纹波小、开关器件电压应力低、输入输出电压变换比大、各相电感电流自动均流的优点。因此,该新型的交错并联双向DC/DC变换器非常适合应用于一些大变换比的场合(如新能源并网系统及储能系统等)。详细分析该新型交错并联双向DC/DC变换器采用交错控制策略下的工作原理,推导出该新型的交错并联双向DC/DC变换器工作于两种模式下(即Boost模式和Buck模式)的输入输出电压变换比及电感电流纹波表达式,绘制出其主要工作波形。最后,通过一个35 W的原理样机验证理论分析的正确性。

输入串联输出串联高增益Boost变换器

提出一种新颖的输入串联输出串联高增益Boost变换器,对其工作原理和性能特点进行详细分析。该拓扑是由两个完全一致的高增益子拓扑经过输入端串联输出端串联构成的。由于升压储能电容Cf1、Cf2的存在,使得新拓扑不仅具有较高的电压增益,而且当占空比大于或等于0.5时,还实现了电感电流的自动均流。与传统两相交错并联Boost变换器相比,新拓扑的双串联结构使得电感电流纹波、输入电流纹波、开关器件的电压应力得到降低。因此,新拓扑非常适合应用于低压输入、高压输出的场合(如燃料电池并网发电系统)。最后,通过实验验证了理论分析的正确性。

带开关电容网络的交错并联高增益Boost变换器

提出了一种新颖的带开关电容网络的交错并联高增益Boost变换器,对其工作原理和特性进行了详细分析。变换器的拓扑在传统两相交错并联Boost变换器的基础上增加了一个二极管和两个电容,并进行改进,构成了开关电容网络。与传统两相交错并联Boost变换器相比,新拓扑不仅输入电流纹波减小,而且在相同的占空比下实现了更高的电压增益,开关器件的电压应力得以减小。因此,新拓扑非常适合应用于低压输入、高压输出的场合,如燃料电池、光伏发电等系统。最后,通过实验验证了理论分析的正确性。

新型双输入Boost变换器

针对传统的多输入变换器(MIC)具有电路结构复杂、电压增益低或开关器件电压应力高的问题,提出了一种新型双输入Boost变换器拓扑结构,该拓扑由2个完全一致的基本Boost变换器子拓扑构成,每个基本Boost变换器的功率开关管分别并联一个功率二极管,在单输入状态时一个始终导通,另一个始终关断;在双输入状态时,2个功率二极管全部关断。分析了2种输入状态下的工作原理及各个阶段的工作模态,结果表明该变换器适合工作在双输入状态,且在此状态时可以实现2种不同性质的电源输入,具有电压增益高、开关器件电压应力低等优点。研制了一台输出功率为240 W的双输入Boost变换器原理样机,通过实验验证了理论分析的正确性。

一种新型的三相桥级联型PWM变换器

传统的单相级联H桥变换器不易直接应用于三相高压场合,为此提出了三相桥级联型PWM变换器的拓扑结构,其子模块为电压源型三相桥式变换器。分析了该新型拓扑的构成思想,推导了二级和三级级联拓扑的电流和功率表达式,其可做整流器也可做逆变器,分别采用单周控制和载波相移控制对其进行仿真研究。仿真结果验证了该新型拓扑的可行性,表明其能够提升电压等级,与传统的单相级联H桥变换器构成的三相变换器相比,能够节省开关管和直流侧电容(独立电源)个数,且直流侧电压纹波较小,在三相高压场合具有较好的应用前景。

一种改进型两相交错并联Boost变换器

提出一种改进型两相交错并联Boost变换器。与传统的两相交错并联Boost变换器相比,该电路比传统的两相交错并联Boost变换器多了一个开关电容,保持了传统两相交错并联Boost变换器结构简单的优点。由于开关电容的存在,改进型拓扑不仅提高了电压增益,同时还降低了开关器件的电压应力,有利于电路选择低耐压、高性能的开关器件,从而降低电路的损耗。开关电容的充放电平衡,使得电路工作在占空比0.5≤D<1时无需采取任何均流措施就可以自动均衡各相的电感电流。分析占空比0<D<0.5与0.5≤D<1两种工作状态下的工作原理,研制了一台输出功率为72 W的小功率改进型两相交错并联Boost变换器原理样机,通过实验验证了理论分析的正确性和可行性。

带有源浮充平台的单相功率因数校正变换器

为消除Boost变换器用于两级功率因数校正(power factor correction,PFC)器前级时的升压作用对输出电压的影响,作者用充电泵功率因数校正变换器构造了有源浮充平台电路,并将其应用于单相Boost型PFC变换器中,设计了带有源浮充平台的单相功率因数校正变换器。该变换器保持了传统Boost型PFC变换器的优点,输出电压大大降低,拓宽了PFC电路的应用范围,为设计后级DC-DC变换器提供了便利。仿真分析和实验结果均表明,该变换器的输出电压大大降低,可实现单位功率因数校正,具有良好的动态性能。

基于光伏并网逆变器的一种矢量角补偿法有限控制集模型预测控制研究

有限控制集模型预测控制（finite control set model predictive control,FCS-MPC）提供了一种与众不同的能量处理方法,将功率变换器当做离散和非线性的执行器。它具有无须解耦运算和安装脉冲宽度调制（pulse width modulation,PWM）调制器等优点,被广泛应用于电力电子变换器。传统FCS-MPC在延时补偿问题上采用拉格朗日外推法对未来参考值进行修正,但这种方法在出现阶跃变化时峰值较大。考虑到三相系统变量的矢量表示法后,能够根据一次采样时间的矢量角变化来估算未来参考值。因此,该文基于光伏并网逆变器,运用矢量角补偿法对FCS-MPC延时补偿后带来的未来参考值偏离进行修正,研究光伏光照强度变化时并网的动态控制效果,这个简单的补偿方法允许预测控制模型包含延时,并能够避免受控变量出现较大的纹波,同时该文在代价函数中加入了开关频率约束项,减少开关损耗,同时不会造成输出电流畸变。最后通过Matlab/Simulink仿真和实验,验证这种模型预测控制器在光照波动时并网运行过程中具有良好的控制性能,并论证此方法的可行性。

一种新型的交错并联二次型Buck变换器

提出一种新型的交错并联二次型Buck变换器,对其工作原理和特性进行了详细分析。新型变换器在原二次型Buck变换器的基础上增加一组由开关管、二极管、电感和电容组成的开关网络。通过对新型变换器进行理论分析可知,与原二次型Buck变换器相比,新型变换器不仅输出电流纹波减小,且在相同占空比下实现了更高的电压增益。同时原开关管和新增支路开关管的电压应力减小,其电流应力均为输出电流的一半,有利于器件的选择和散热。因此,新型变换器非常适合于输出为低电压、大电流的场合及输入、输出电压相差悬殊的系统。同时还对变换器的深化研究做了进一步阐述,得出了多相交错并联变换器的参数计算公式。最后通过实验验证了理论分析的正确性。

背靠背高压直流输电系统的稳态仿真研究

背靠背高压直流输电（ＨＶＤＣ）系统已经在交流系统连网中得到了应用。在连接不同频率的交流网络时，它不仅存在通常ＨＶＤＣ系统的特征谐波、非特征谐波，还存在着间谐波。文章通过一个６脉波桥通用仿真模型的建立，采用时域离散分析（ＤＴＡ）方法对背靠背ＨＶＤＣ系统进行了稳态仿真研究，其结果是研究ＡＣ侧、ＤＣ侧谐波特性及其联系的基础。

一种改进的单相无桥功率因数校正器

在无桥Boost功率因数校正器的基础上,采用耦合电感和两个二极管与开关管并联的方式,实现开关管体二极管零电流关断。同时将所有电感元件集成到一个磁芯上,提高了利用率,并利用耦合电感的漏感使并联支路二极管反向恢复电流降低,减少了电路反向恢复损耗。阐述了功率因数校正的原理,给出了单周期控制无桥Boost变换器实现功率因数校正的控制目标和实现方式,并采用基于单周期控制的专用芯片IR1150,进行实验验证。

带有源浮充平台的新型电压调整模块

多相交错型同步整流降压式变换器广泛地应用于微处理器电压调整模块(voltage regulator module,VRM)设计中。针对基本Buck变换器在输入、输出电压相差悬殊时,占空比过小问题,提出了一种新型电压调整模块——带有源浮充平台Buck变换器。该文对新拓扑进行了稳态和动态分析,并对拓扑结构进行了探讨。与传统两相交错型同步整流Buck变换器实验结果对比表明,由于新拓扑在基本Buck变换器中加入了有源浮充平台单元,不仅具有大变比的电压转换能力和实现电感电流的交错并联,而且无需采取任何均流措施实现自动均衡各相电感电流,简化了控制电路。同时新拓扑具有开关应力小,效率高的特点。

一种适用于燃料电池系统的DC/DC变换器

燃料电池的直流输出电压变化范围大,且其输出电压幅值较低,在实际应用中需要一级大变比升压变换器来与电网或负载所需电压匹配。这里在级联Boost变换器的基础上增加了一个电容,同时使用交错控制技术,构造了一种新型高增益升压变换器。增加的电容不但提升了输出电压,而且使前级电感电流按比例分配到后级和负载中。该拓扑具有大变比升压能力,并且所有开关管和输出二极管的电压应力都明显低于输出电压,实现了前级二极管的零损耗开通和后级输出二极管的零电流关断。详细分析了其工作原理,并通过一台100 W原理样机验证了其优点。

基于FHA的LLC变换器稳态分析

基于对LLC谐振变换器稳态特性的详细分析,推导出一种针对LLC变换器的设计方法。该分析是基于"一次谐波近似"理论,该理论可极大地简化系统的模型,将系统模型线性化,可用经典的交流电路补偿分析方法对系统进行分析。

零纹波输入电流Buck-Boost变换器

针对传统Buck-Boost输入输出电流断续的缺点,提出一种基于独立电感零纹波输入电流和输出电流连续的Buck-Boost变换器,详细分析了变换器的稳态工作原理。采用状态空间平均法,建立了变换器动态小信号模型,给出了小信号特征Matlab仿真波形。并对其进行交错并联优化,最后Saber电路仿真证明了理论分析的正确性。

新型LLC谐振变换器的分析与设计

针对多数文献对LLC谐振电路工作原理阐述的不够详细和贴近实际,详细阐述了LLC谐振电路的工作原理。该拓扑采用固定死区的互补调频控制方式,利用变压器的漏感和励磁电感,通过与谐振电容产生谐振,实现零电压开关(ZVS)。结果表明,LLC谐振变换器具有转换效率高、EMI小等诸多优点,更适合开关电源的高频化和高效率的要求。

He－Ne激光照射红豆芽的延迟发光

本文介绍了用Ｈｅ－Ｎｅ激光（６３２．８ｎｍ）照射红豆芽后的延迟发光的实验，结果表明这种延迟发光具有振荡衰减方式。

基于软件集成平台的平面变压器优化设计

针对平面变压器绕组特殊结构,提出了一种基于iSIGHT软件集成平台的平面变压器优化设计方法。将电磁仿真软件Maxwell 3D和电路仿真软件Saber通过优化软件iSIGHT进行集成,研究了平面变压器的寄生效应,通过改变平面变压器原边与副边绕组之间的绝缘层厚度,调节绕组各寄生参数的大小,实现了降低危及开关安全运行的电压尖峰,改善开关电源的性能,最终获得平面变压器的最优设计,并通过仿真分析来验证理论分析的正确性。

基于Zeta变换器的LED驱动电路

提出了一种基于Zeta变换器的恒流输出电路作为高亮度白光LED灯的驱动方案。主电路结构在Zeta变换器的基础上进行了改进,采用固定导通时间控制策略,结构简单,无需补偿电路,动态响应速度快。分析了变换器工作方式,推导了变换器的稳态与小信号模型,对控制环路进行了理论分析,运用PSIM软件对系统闭环进行了仿真验证。

激光束空间质量评价

本文概要介绍了国际标准化组织文件ＩＳＯ／ＴＣ１７２／ＳＣ９／ＷＧ１Ｎ５６在１９９３年１１月２６日公布的激光术语和测试方法。此外还指出光束的空间相干性在光束空间质量评价中也应重视。