单相多电平功率因数校正变换器应用的实验研究

在高压和/或大功率应用的场合,为了减小电感的体积、减少管子的耐压、减少EMI和提高系统的效率和功率密度,该文研究了单相多电平功率因数校正变换器。以四电平功率因数校正变换器为例,该文详细分析了四电平功率因素校正变换器的工作机理和控制方法。为了验证单相多电平功率因数校正变换器及其控制方法,该文搭建了一台2kW四电平功率因素校正变换电路的实验样机,理论结果和实验结果证明了单相多电平功率因数校正变换器的可行性和正确性。

一种新颖的三电平软开关功率因数校正电路

摘要:多电平变换技术,功率因数校正技术,以及软开关技术,是目前电力电子技术领域的3个研究热点,该文在这三者之间找到了一个应用的契合点,提出了一种新颖的单相三电平无源无损软开关PFC电路拓扑。论文首先从传统的二极管箝位型三电平变换器中推导出具有实用价值的三电平Buck和Boost电路拓扑,以后者为基础,重点研究了基于三电平Boost电路的三电平PFC电路的原理及实现问题。为了提高系统的效率,且不增加控制的复杂性,将一种无原理性过压的无源无损软开关电路单元引入该电路,文中详细地介绍了其原理和工作过程,给出了相应的设计要点,并进行了仿真研究。最后,设计了1台2 kW 三电平无源无损软开关 [(P)( )(F)( )][(C)( )]电 路 样 机 , 实 验 结 果 表 明 , 该 电路不仅实现了三电平PFC的功能,而且所有功率器件均工作在软开关状态,系统效率高。

多电平高压级联Boost直流变换器研究

提出一种基于三电平结构的多电平级联Boost直流变换器,采用模块化及相应载波移相调制技术,使该变换器可以灵活用于高频隔离型高压直流变换器前端及高频隔离型高压PFC中间级。基本的三电平模块是由P-cell,N-cell单元构造而成,并且能够提供2个相同输出电压同时获得1倍于开关频率的等效频率。首先详细分析了多电平级联Boost DC-DC变换器在载波移相调制下的电路工作原理及电感电流与电容电压波纹特性,并讨论出不同占空比下的输入输出电压关系以及电感电流的趋势。最后,搭建功率5.3 k W的实验装置来验证多电平级联Boost变换器的工作特性。

基于双星型多电平潮流控制器与YNvd变压器的同相供电系统

针对高速电气化铁路领域中存在的负序、谐波与电分相问题,提出了一种基于双星型多电平潮流控制器与YNvd平衡变压器的新型铁路同相供电系统。该双星型多电平潮流控制器为交交变换结构,由四个多电平级联型H桥子模块链节组成,无需直流母线电容。与潮流控制器两端均通过降压隔离变压器连接于变压器二次侧的传统作法不同,该系统将双星型多电平潮流控制器的一侧连接于YNvd平衡变压器二次侧?相分接头,减少了一个降压隔离变压器的成本。分析了该同相供电系统的拓扑结构与工作原理,提出了一种综合控制策略,最后通过仿真验证了所提方案的可行性与有效性。

面向未来高压直流互联的端对端电力电子拓扑

高压直流输电,特别是采用模块化多电平变流器的电压源变换器(VSC)技术取得了重大进展。为了更好地深化使用可再生能源,人们越来越多地需要将现有的高压直流输电线路互连到网状的高压直流电网中。介绍了一系列基于端对端VSC结构的电力电子拓扑,作为未来直流互联的元器件。拓扑结构包括DC/DC变换器、DC/DC自耦变压器、直流潮流控制器和高压直流电源分接头。讨论了这些拓扑稳定运行的控制方案。仿真结果验证了所提出控制方案的有效性。