自适应电池充电曲线的三线圈电池无线充电器

目前的无线供电应用中多采用锂电池作为负载,无线充电器应提供电池所需的先恒流后恒压输出,其中恒流与恒压的切换多依赖后级变换器、复合拓扑或高阶网络来实现,控制复杂,可靠性差。为解决该问题,文中提出了一种可自适应电池充电曲线的三线圈电池无线充电系统,该系统通过在原边侧增加辅助线圈和无源整流桥,实现恒流与恒压模式的自动切换,不需要额外控制;辅助线圈通过特定补偿网络与输入源并联,输出阈值不受磁路耦合机构参数限制,自适应于任意电池充电曲线。该三线圈电池无线充电器在2种充电模式下均工作在同一频率,保证逆变器软开关与变换器近似零无功环流,降低了器件应力,提高了传输效率,且该电路具有自动开路保护功能。文中系统阐述了该充电器的拓扑结构设计原则和工作原理,并搭建了一台输出为72 V/2.5 A的实验样机,验证了所提充电器的有效性。

单相功率因数校正变换器输入电流过零畸变的改善方法

输入电流在输入电压过零点附近会发生畸变是功率因数校正(PFC)变换器普遍存在的现象。当输入频率增大时,其畸变会变得非常严重。该文详细分析了PFC变换器的输入电流在输入电压过零附近产生畸变的原因,指出电感大小和电流环的相位差是影响高频输入下过零畸变严重的根本原因,Boost三电平变换器由于可以减小电感,提高等效开关频率,因此可以有效地减小过零畸变。仿真和实验结果证明了该变换器输入电流的各次谐波均有效地减小。该拓扑适合于高输入频率下的PFC应用场合,尤其对于即将采用360Hz-800Hz变频交流供电体制的航空电网。

一种高光效可独立调光的LED均流电路

发光二极管(light-emitting diode,LED)的伏安特性易受温度影响,且个体间存在差异,当多条LED支路并联连接于同一电压源时,会出现不均流现象。电流大的LED支路老化加速,光效衰减,甚至过早熄灭,严重影响了LED照明的可靠性。针对此问题,提出一种最小导通电流幅值反馈控制的脉宽调制(pulse width modulation,PWM)均流电路,该电路在常见的PWM均流基础上,自动调整LED支路的供电电压,使得LED支路中存在至少一条支路的均流占空比为1,其他支路的占空比尽可能大,有效提高LED光源的发光效率。此外,在该均流电路上,可容易实现LED支路的独立调光,无需增加电路和成本。最后,以Buck变换器驱动3条LED支路为例,搭建实验样机。实验结果证明了所提出的均流电路可有效实现LED支路均流,提高LED发光效率,并具有独立调光功能。

功率LED替代灯的新颖谐振式Buck镇流器

LED灯发光效率高,寿命长,因此具有巨大的应用前景,并有望取代白炽灯。LED灯是低压电流型器件,需要LED镇流器(驱动电路)将公共电网的高压交流电转换为适合LED的低压直流电。为了保证整个LED照明系统具有高效率和长寿命,LED镇流器必须具有以上特性。相比于采用变压器降压,无变压器的降压变换器可以达到更高的效率,但此类变换器,如Buck变换器,在低占空比时要承受长时间的二极管续流,导通损耗大,效率低。因此,本文提出一种新颖的谐振式Buck镇流器,利用谐振可实现高电压转换比,转换效率高,工作时间长,且可以与已有的白炽灯调光器配合工作,可直接安装在白炽灯具上。实验结果证明了该镇流器的有效性,且成本低,适合于目前LED替代灯场合。

单相PFC变换器输入电流过零畸变的改善方法

输入电流在输入电压过零点附近会发生畸变是功率因数校正(PFC)变换器普遍存在的现象。当输入频率增大时,其畸变会变得非常严重。本文详细分析了PFC变换器的输入电流在输入电压过零附近产生畸变的原因,指出电感大小和电流环的相位差是影响高频输入下过零畸变严重的根本原因,Boost三电平变换器由于可以减小电感,提高等效开关频率,因此可以有效地减小过零畸变。仿真和实验结果证明了该变换器输入电流的各次谐波均有效地减小。该拓扑适合于高输入频率下的PFC应用场合,尤其对于即将采用360Hz-800Hz变频交流供电体制的航空电网。

基于LCLC恒流网络的LED自均流电路

多路半导体发光二极管(light-emitting-diode,LED)并联会造成导通电流不均衡,而电容均流方案由于其简单可靠得到广泛应用。为输出所需的LED电流,电容均流方案采用变频控制会引入无功环流,提高器件应力,而采用定频占空比控制时,变化的LED负载难以保证零电压开关(zerovoltage switching,ZVS)的实现。针对此问题,文中提出一种基于LCLC谐振网络的恒流源输出LED驱动电路,可有效解耦负载对输出电流的影响,定频控制,且同时实现输入阻抗为纯阻性,避免无功环流。该谐振网络亦结合电容均流方案,采用较少的器件实现多路均流。此外,该电路具有短路自保护功能,易于实现脉宽调制(pulse width modulation,PWM)调光。最后,以4条LED支路为例,搭建实验样机,实验结果证明该电路的有效性。

基于离散一致性算法的直流配电网多光伏协调控制策略

针对多光伏直流配电网系统在不同应用场景下存在的功率波动,文中提出了一种基于离散一致性算法的分布式多光伏协调控制策略。首先,相邻光伏控制器之间可以进行功率偏差和运行模式信息的交换,通过离散一致性算法可以获得功率偏差和运行模式的平均值。然后,更新运行模式指令和功率参考指令,并利用光伏之间的互补功率来平衡功率偏差。光伏可自适应地工作在最大功率跟踪模式或定功率模式。采用这种方式,即使光伏的光照强度和额定容量不均匀,也可以保证功率平衡。最后,通过仿真结果验证了所提控制策略的有效性。

一种可阻断直流故障电流的双逆阻型MMC研究

可阻断直流故障电流的模块化多电平变换器(Modular Multilevel Converter, MMC)在高压直流输电工程中具有广泛的应用前景。提出一种可阻断故障电流的基于新型双逆阻型子模块(DualReverseBlockingSub-Module,DRBSM)的MMC拓扑结构。在输出相同电平数的前提下,与现有拓扑相比,DRBSM型MMC具有较强的直流故障电流阻断能力和更低的功率损耗,且DRBSM型MMC可直接移植半桥子模块(HBSM)型MMC拓扑的控制和调制策略。亦对该子模块结构的拓扑构成、运行原理及故障电流阻断机理进行分析。最后,采用PSCAD/EMTDC仿真验证了该拓扑结构的可行性和有效性。

基于极简三电容补偿的单级式无线电池充电器

为适应锂电池的先恒流后恒压充电曲线,感应式无线电池充电器应提供其所需的输出,同时在整个充电过程中还应具备阻性输入阻抗,以降低器件应力、减少无功环流。针对4种基本补偿拓扑无法同时实现以上要求,而高阶补偿网络必须依赖更多器件实现上述需求的问题,系统地推导了具备阻性输入阻抗和恒定输出特性的基于极简三电容补偿的单级式无线电池充电器的设计自由度,分析其补偿参数与工作频率的约束条件。同时,对三电容补偿的串/串并(S/SP)和串/并串(S/PS)结构的输出特性进行分析和对比,分析补偿元件参数对输入阻抗角和输出增益的影响,以指导软开关设计。最后,搭建一台输出为48 V/2 A的单级式无线电池充电器以证明以上设计的可行性。

基于恒流-恒压复合拓扑的感应式充电系统

感应式电能传输技术IPT(inductive power transfer)应用到电动汽车中具有许多独特的优点。由于IPT变换器输出特性复杂,与变压器参数、补偿参数、工作频率和负载均有关,而电池在整个充电过程中负载变化范围宽,故IPT变换器难以直接提供负载电池所需的充电电流或电压。针对此问题,根据4种基本的IPT补偿结构的输入和输出特性,找到可同时实现输入纯阻性和输出恒流或恒压的拓扑结构及工作条件,从而解耦负载对输出的影响,消除无功功率。但单个拓扑无法满足电池先恒流后恒压的充电特性,因此进一步提出了一类复合拓扑结构,采用最少的器件实现恒流拓扑和恒压拓扑的切换,电路简单可靠,传输效率高。

一种含高比例分布式电源的直流电网组网的无差分散式协调控制

兼具可靠易扩展和上层需求响应的运行控制方式有利于高比例分布式电源的接入组网。该文针对高比例分布式电源接入直流系统组网,在分散式控制的基础上,结合主从式控制的优点,提出一种新的分散式控制策略。该策略基于母线电压主动调节,不增加额外通信,换流站等平衡节点根据自身功率偏差信息主动调节母线电压,光伏和储能等非平衡节点则根据本地的母线电压偏差和利用率信息自适应调节出力,直至平抑系统功率波动,母线电压偏差也可消除。平衡节点与非平衡节点相互支撑,可实现无差调节,同时各节点共同承担母线电压,可靠性高。多种场景下的仿真结果验证了所提控制策略的有效性和可靠性。

基于恒流源补偿网络的电磁感应式非接触能量传输的LED驱动电路

电磁感应式非接触能量传输(inductive power transfer,IPT)的半导体发光二极管(light-emitting diode,LED)照明系统具有便利、灵活、安全等优点。为提高IPT的传输效率,IPT松耦合变压器两边需引入补偿网络。补偿后的IPT变换器输出特性十分复杂,其输出电压或电流与变压器参数、补偿结构和参数、开关频率和负载均有关。而LED负载的等效阻抗易随温度变化,松耦合变压器的磁场并不均匀,难以设计,这些问题使得IPT LED驱动器难以直接输出LED需要的驱动电流。针对此问题,该文提出一种基于恒流源补偿网络的IPT LED驱动电路,恒流源补偿网络使得IPT输出恒流,解耦电流与负载阻抗的关系,通过提出的变压器参数和补偿参数设计方法,采用定频占空比控制,可直接输出LED所需的电流,避免使用后级变换器,避免频率控制带来的频率分叉问题。该文还提出在给定变压器尺寸、气隙、负载范围、效率下的IPT系统综合设计方案。最后,搭建了一台20 W的IPT LED驱动电路,实验结果证明所提出的补偿网络可以准确实现与负载无关的恒流输出,避免无功环流,实现较高的传输效率。

基于一致性理论的多源直流配网功率自适应控制策略

在含高比例分布式电源的直流配网中,为实现有效的功率均衡与调度,文中提出一种基于一致性理论的分布式自适应功率协调控制策略,系统中各单元光伏、储能等均为可参与调度与控制的节点。提出将功率偏差和均衡系数同时作为各个节点间状态变量,各个节点通过相邻节点间状态变量交互和迭代,多组分布式电源可根据调度指令等自适应调整运行状态。在有效接受实时调度指令和储能最优控制的前提下,充分利用分布式电源自身的调节能力平抑系统内源荷功率不平衡,并且通过修正分布式电源的功率参考指令,保证各组分布式电源在不同运行场景下承担的功率和其额定容量成正比。当个别分布式电源因出力有限而失去调节能力时,仍可确保其他单元利用率的均衡。多种场景下的仿真结果验证了所提策略的有效性。

基于可调增益恒流源补偿网络的磁场耦合无线电能传输LED驱动电路

对于磁场耦合无线电能传输(WPT)系统,由于松耦合变压器漏感较大,补偿技术是实现其能量高效传输的关键。在半导体(LED)照明应用中,WPT LED驱动电路应直接输出LED所需的驱动电流,还应避免无功功率环流,减小器件应力,实现功率器件软开关。针对现有补偿网络的输出电流增益依赖变压器参数,而松耦合变压器存在设计受限的缺点,本文采用二端口网络理论,提出一族恒流源补偿网络,通过调节补偿参数灵活调节输出电流增益,增加变压器设计自由度。最后采用同一电路结构和变压器,分别实现了0.5A、1A和1.5A输出的WPT LED驱动电路,实验结果验证了理论分析的正确性。此外,还对所提出的可调增益补偿网络的特性进行了详细分析。

一种适用于直流微电网的自适应动态下垂控制策略

下垂控制广泛应用于直流微电网中,以克服由电源并网线路阻抗引起的负荷分配不平衡问题。然而,传统的下垂控制方法在负荷分配精度和母线电压调整率之间存在设计矛盾,无法同时实现高精度的负荷分配和较小的母线电压跌落。为了同时满足这两项指标,本文提出了一种简单的自适应动态下垂控制策略,在宽负载条件下,可通过反馈相邻变换器的电流信息进行小范围的一增一减迭代逼近,快速地动态调整负荷电流,实现所需的负荷电流分配精度,且不会增加母线电压下跌,保证母线电压调整率在可接受的范围内,算法简单、无需二次控制、无需集中通信、可靠性高。最后,本文构建两个DC-DC变换器并联的仿真模型与实验平台,验证了分析的正确性。

基于权重配置的多环路COT控制Buck变换器瞬态性能优化

在多环路恒定导通时间(COT)控制中,控制内环中电感电流和输出电压权重的配置影响变换器的瞬态性能。为了优化输出电容等效串联电阻较小时多环路COT控制Buck变换器的瞬态性能,本文首先分析了电感电流权重和输出电压权重对瞬态性能的影响;然后基于电容电荷平衡原理,通过时域分析分别导出了负载加载和减载时最优瞬态性能的电感电流权重;其次,给出了优化瞬态性能的权重配置策略。结果表明,采用最优权重配置时,多环路COT控制Buck变换器不存在欠阻尼振荡且具有最小的输出电压偏移量和最短的恢复时间。电路仿真和硬件电路实验验证了理论分析的正确性。

新型电力系统中电化学储能应用与关键技术综述

新型电力系统中由于新能源占比、电力电子化程度以及负载自由度具有“三高”特性,其系统拓扑结构和动态特性亦复杂且多变。在电网强度变弱、源荷波动大的背景下,新型电力系统的功率平衡和稳定运行将面对更为严峻的挑战,而电化学储能的快速响应和灵活配置可有效改善新型电力系统的动态特性,并能够在多时间尺度内发挥支撑作用。文中从新型电力系统的动态特征和功率能量平衡的需求出发,归纳常规储能技术的研究现状,探讨电化学储能在新型电力系统中的技术优势及应用前景,并进一步研究电化学储能在新型电力系统中的主动支撑作用和优化配置,为利用电化学储能维持新型电力系统安全稳定运行提供参考。

一种具有高抗偏移特性的通用复合式IPT耦合器

为实现高效高可靠的感应式无线电能传输(inductive power transfer,IPT),其耦合机构的原边和副边侧线圈应保持精准对齐,但在很多应用中线圈偏移不可避免。因此,文中提出一种具有高抗偏移特性通用复合式IPT耦合器,该复合式IPT耦合器通过结合一个4线圈的BP耦合器和一个高阶的PS-S或S-SP补偿网络,可有效实现高抗偏移能力,适用于任意补偿网络。同时,高阶网络的接入,使得BP耦合器原边或副边同一侧两个交叠的线圈可有效解耦,简化设计。另一侧两个交叠的线圈虽仍然相互耦合,但其参数设计只需考虑交叉耦合足够小即可,进一步简化BP耦合器的设计难度,无需迭代重复设计。最后,基于该复合式IPT耦合器构建一台3kW的抗偏移IPT系统,采用S-S补偿网络,输出不受负载和耦合变化影响的恒定电流,适合于电动汽车电池充电场合,实验结果验证了理论分析的正确性。

《红楼梦》中文化专有项的英译对比研究

《红楼梦》中大量的文化专有项是深入了解中国文化的绝佳材料。研究《红楼梦》的翻译,对中国传统文化的传播具有重要意义。目前《红楼梦》英译中仍有诸多问题有待深入探讨。本文对《红楼梦》两篇英译本进行对比研究,阐述了文化专有项的定义和分类,探讨了翻译的意义,同时分析了《红楼梦》中文化专有项的翻译难点;介绍了杨宪益和霍克斯及其译本,并从多方面对比了两个译本中对文化专有项的不同翻译,探讨了文化专有项英译的原则与策略。