应用SPWM调制PI控制的逆变电源综合实验

太阳能在生活中运用越来越广泛,为了加深学生对太阳能转换为交流电原理的理解,设计了SPWM调制PI控制的单相逆变电源综合实验课程。详细介绍了单相逆变电源拓扑结构、驱动电路的搭建、LC滤波参数计算与选择,通过采样输出电压计算有效值,进而采用PI闭环控制,观察输出波形,确定PI调节系数,实现恒压输出。实验测试结果表明该设计满足逆变电源的基本要求,实现了逆变电源PI控制,使得输出电压波形更稳定、平滑。该综合实验加深了学生对所学知识的理解,培养了学生发现问题和解决问题的能力。

基于开关电感的二次型Buck-Boost变换器

为降低基本二次型Buck-Boost变换器输入电感电流应力,提出一种基于开关电感的二次型Buck-Boost变换器。详细分析变换器在L_(1)-CCM、L_(2)-CCM、L_(3)-CCM下的能量传输过程,指出在该模式下电感L_(1)、L_(2)取值是否相等仅对变换器的工作模态有影响;对该模式下的基本关系进行推导,得出变换器电压增益,输入电感电流应力表达式,并分别给出电感L_(1)、L_(2)和L_(3)的连续导通模式(CCM)和断续导通模式(DCM)临界条件与临界电感取值。与基本二次型Buck-Boost相比变换器增益提高了两倍,输入电感电流应力降低了近一倍。最后,通过仿真和实验验证了所提电路的可行性和理论分析的正确性。

抑制输出能量倒灌的二次侧自复位正激变换器的能量传输过程分析

针对传统单管正激变换器磁复位方式存在的不足,提出一种应用于单管正激变换器的二次侧自磁复位方法。在基本正激拓扑基础上,通过引入储能电容、辅助电感和两个二极管构造励磁能量转移通路,将变压器的励磁能量传输至负载端,提高变压器利用率。深入分析变换器工作在"正激CCM(L_1)/DCM(L_2)+反激DCM"时的能量传输过程;对该模式下的基本关系式进行推导,得出输入输出关系以及临界电感的表达式;对关键元件的参数进行分析。不仅实现可靠磁复位,且变换器效率较电阻、电容、二极管型(RCD)复位方式提高了4.7%。实例及实验结果验证了所提出电路的可行性及理论分析的正确性。

附加LC的正反激组合变换器辅助电感最佳工作模态及LC参数优化设计

为减小正反激组合变换器的输出电压纹波,提出一种附加LC的正反激组合变换器。依据附加LC的电压电流波形,分析所提出正反激组合变换器的工作原理及能量传输过程,得出使得辅助电感电流不发生倒流且确保正激电感和辅助电感的叠加电流纹波最小的最佳工作模态。分析工作于最佳工作模态下的输出纹波电压,指出其随辅助电感的减小而减小;在给定输入电压和负载变化范围内,推导出正激电感分别工作于连续导电模式(CCM)和不连续导电模式(DCM)时使得辅助电感电流不发生倒流的临界条件,据此提出一种辅助电感和电容的优化设计方法。实例及实验结果验证了理论分析的正确性及所提出优化设计方法的可行性。