新型并联谐振直流环节软开关逆变器改进调制策略

针对新型并联谐振直流环节软开关逆变器的辅助电路运行过程中电流应力高、导通损耗大的问题,提出一种基于不连续的脉冲宽度调制且采用斜率正负交替锯齿载波的改进调制策略。与原调制策略相比,首先,该文所提调制策略在保留辅助电路动作频率最小化优点的基础上,不仅实现了全部开关管的软开关,而且将第二辅助开关管的电流应力降为谐振电流峰值。然后,通过合理的参数设计,进一步降低辅助电路电流应力,从而减少辅助电路损耗。然后,根据所提调制策略分析工作原理、对比不同文献、规划参数设计、进行损耗分析。最后,使用SiC MOSFET制作一台5 kW/40 kHz通用样机,通过实验验证所提调制策略对原拓扑效率提升与电流应力降低的有效性。

一种新型DC/AC逆变器拓扑结构的研究与应用

提出了一种新型的DC/AC逆变器拓扑结构,并分析了其工作原理。它是一个改进的电压馈电串/并联软开关准谐振逆变器,能达到大范围且平稳的输出功率调节、低的开关损耗和成本,在仿真和电子镇流器的实际应用中得到了验证。

DC/AC并联高频软开关逆变电源

分析研究了主从模块法并联高频软开关逆变电源的电路拓扑、稳态原理、三态离散脉冲调制(DiscretePulseModulation,DPM)电流滞环控制技术、均流原理和关键电路参数设计。设计并研制成功的3kVA27VDC/115V400HzAC样机,具有体积重量小、变换效率高、静态精度高、动态响应快、输入电压范围宽、输出波形质量高、并联均流效果好、负载适应能力强、过载与短路能力强等优良性能,在大功率逆变场合具有重要应用价值。

基于AC-link的并联谐振高压电源的控制方法

介绍了一种基于AC-link技术的并联谐振高压电源的拓扑电路,该结构结合准谐振的工作模式能够实现高功率因数和高效率;采用了基于状态平面图对并联谐振电路的分析方法,该方法相比传统的基波等效分析法具有求解简单、直观、精确和负载适用范围大的特点,并给出了相应推导过程;给出了输出电压为25 k V,电流为1 A的变换器的分析和谐振参数设计。最后进行了仿真,仿真结果表明,基于高频交流链接并联谐振拓扑和基于状态平面图法的控制能够稳定输出电压(<1%),实现零电流开关,三相输入电流谐波较低(THD<12.5%)与三相电压基本同相位,功率因数为0.99。

BLDCM变压器谐振直流连接换向器设计

BLDCM由于具有低惯性、反应迅速、高可靠性和免于维护等特点而广泛应用。为了降低硬开关设备能量损耗,提出一种在浪涌开关换向中可以产生直流连接电压凹陷的变压器软开关换向器,以保证所有开关工作于零电压条件下,并分析了该换向器的工作原理。

谐振直流环节逆变器驱动BLDCM的控制器设计

根据无刷直流电机(BLDCM)的脉宽调制(PWM)特点和谐振直流环节逆变器(RDCLI)的工作原理,利用脉宽调制专用集成芯片和复杂可编程逻辑器件(CPLD),设计了新型并联谐振直流环节软开关逆变器驱动无刷直流电机的PWM控制器。数字仿真和实验结果表明,设计的控制器实现了谐振直流环节逆变器的正常工作和无刷直流电机的PWM调制运行。

谐振DC环节逆变器的分析

从基本谐振直流环节逆变器的设计思路出发，分析了谐振ＤＣ环节逆变器的工作原理和存在的缺陷，并对改进型的谐振 ＤＣ环节逆变器作了介绍。

基于BLDCM驱动系统的变压器谐振直流连接换向器设计和仿真

无刷直流电动机(BLDCM)以其优秀的线性机械特性、调速范围宽、起动转矩大、控制电路简单等特点得到了广泛的应用。在保证所有开关工作于零电压条件下的变压器直流连接换向器的基础上,提出了设计思路、控制方案和仿真结果。

结构简单的并联谐振直流环节型逆变器及其调制策略研究

针对一种新型并联谐振直流环节逆变器的辅助换流电路存在的电流应力高、导通损耗大、元器件数目多等问题,该文提出一种优化改进调制策略,其由3部分组成:基于1型不连续的脉冲宽度调制策略,且以斜率正负交替的锯齿波作为载波,在此二者基础上施用分流死区。在所提调制策略下可以对原拓扑的辅助换流电路进行化简,减少一组谐振电路,以降低硬件成本。与原调制策略相比,所提调制策略在不改变辅助换流电路动作频率的前提下,不仅可以实现所有开关器件的软开关动作,而且可以避免辅助换流电路工作过程中产生的谐振电流与负载电流的叠加,从而有效降低辅助换流电路的导通损耗及其内部开关器件的电流应力。文中对所提调制策略的原理进行详细叙述,由此推导简化拓扑的工作模式,并分析其电压/电流应力、元器件数目、参数设计等特性,最后通过一台通用实验样机(SiC MOSFET,5kW/40kHz),对比于原拓扑及原调制策略,以验证所提理论的有效性。

新型高效率并联谐振直流环节软开关逆变器

为降低传统硬开关逆变器的开关损耗,提出了一种新型高效率并联谐振直流环节软开关逆变器。通过在传统硬开关逆变器的直流环节添加辅助谐振单元,使直流母线电压周期性地归零,可以实现逆变桥主开关器件的零电压开关,而且辅助开关器件也可以实现零电压开关和零电流开关。此外,辅助谐振单元中的器件都位于直流母线的并联支路上,有利于降低辅助谐振单元的损耗,从而实现逆变器效率的明显改善。对其工作原理进行分析,给出不同工作模式下的等效电路图,软开关的实现条件和控制策略。制作一个5kW的实验样机,通过实验结果验证该软开关逆变器的有效性。

一种新型直流环节并联谐振软开关逆变器

电力电子装置开关频率的提高带来了开关损耗与器件损坏问题、感性关断和电磁干扰等一系列新问题。有效克服这些缺陷的方法是采用谐振软开关技术,然而,传统的直流环节谐振型逆变器存在两个明显的缺点:开关器件的电压应力大;电压过零点与逆变器开关策略难以同步,使逆变器输出有大量次谐波。该文提出一种新型的直流环节并联谐振软开关技术,重点分析了此种软开关逆变器的拓扑结构、工作原理和特点,并通过实验验证了其原理和可行性。

具有并联谐振直流环节的软开关电压源逆变器

为提高逆变器的变换效率,提出了一种具有并联谐振直流环节的新型软开关电压源逆变器的拓扑结构.通过在传统硬开关逆变器的直流环节添加辅助谐振单元,使直流母线电压周期性地归零,实现逆变桥开关器件在零电压条件下完成切换,而且辅助开关器件也可以实现零电压开关或零电流开关.此外,电路中避免了使用大电容,没有中性点电位的变化问题.文中对其工作原理进行分析,给出不同工作模式下的等效电路图.制作一个5 kW的实验样机,实验结果表明该并联谐振直流环节软开关逆变器的主开关实现了零电压开关,在额定输出功率下,相比于硬开关逆变器,效率提高了3%.

双幅有源箝位谐振直流环节逆变器的分析和设计

双幅控制技术可大大降低有源箝位谐振直流环节逆变器(ACRDCLI)的直流环节损耗,并改善逆变器输出性能。该文提出了一种该电路的优化设计方案。通过对工作过程的详细分析,揭示了系统效率与各主要参数的内在关系,归纳出参数设计的一些重要原则。在此基础上设计了3kW的单相全桥逆变器,实验结果与理论分析结果一致,效率达96.2%。

新型谐振直流环节软开关逆变器

为了提高逆变器的效率和性能,提出一种新型的谐振直流环节软开关逆变器。通过在传统硬开关逆变器的直流环节添加辅助谐振单元,使直流母线电压周期性地归零,实现逆变桥开关器件在零电压和零电流条件下完成切换,因此减小了开关损耗和二极管的反向恢复损耗。此外,辅助谐振单元中的开关器件可以在零电流的条件下完成开关操作。该软开关逆变器控制简单且不依赖于负载条件,过渡过程所需时间可以自由选择。文中对其工作原理进行分析,给出不同工作模式下的等效电路图和回路的参数设计方法。制作一个10kW的实验样机,实验结果验证了该软开关逆变器的有效性。

一种新型的串联有源箝位谐振 直流环节逆变器双幅控制策略

该文提出了串联型有源箝位谐振直流环节逆变器(TSACRLI) 的母线电流双幅控制策略,该方案在原有的简单拓扑上,既实现了软开关,又有效降低了谐振直流环节及箝位开关损耗,改善了逆变器的输出性能。通过对换流工作过程的分析,讨论了双幅控制的实现条件,并对新旧控制方案进行了对照。仿真和试验有力证明了该控制方案的可行性。

具有对称辅助电路的谐振直流环节三电平软开关逆变器

为了降低三电平逆变器在高开关频率下的开关损耗,提高其效率,提出一种具有对称辅助电路的谐振直流环节三电平软开关逆变器的拓扑结构,通过在三电平硬开关逆变器的直流环节设置对称辅助谐振电路,利用辅助电路的谐振将直流母线之间谐振电容的端电压周期性下降到零,使三电平逆变器的主开关在直流母线之间的谐振电容端电压为零时完成切换,以实现零电压开关。文中依据不同工作模式下的等效电路图,详细分析该软开关逆变器的工作过程。制作3?kW的谐振直流环节三相三电平软开关逆变器的样机,实验结果表明,逆变器的主开关和辅助开关都实现了软开关切换,效率相比于三电平硬开关逆变器有明显提高。因此所提出的拓扑结构可有效降低三电平逆变器的开关损耗,具有工程实用性。

一种新型直流环节谐振逆变器的空间矢量脉宽调制方法

为了实现一种结构简单,控制方便,高效率,高功率密度的逆变器的应用,该文提出一种适合于直流环节谐振逆变器的SVPWM的数字控制策略,使每个开关周期只需要一次谐振网络的谐振就可以实现逆变桥的三个桥臂开关管的ZVS,大大减少了谐振网络的工作次数,这对减少开关损耗,提高开关频率,提高直流母线电压利用率都有很大的好处。归纳出新型SVPWM的发生逻辑并采用FPGA产生所需的SVPWM驱动脉冲以减小DSP的计算时间开销。此新型数字控制策略与传统的数字空间矢量控制之间接口非常方便,传统SVPWM的输出可作为FPGA的输入,从而可保留传统SVPWM的控制算法部分。仿真波形和实验结果验证了新型空间矢量PWM算法的正确性和可行性。

直流母线与辅助电路并联的谐振直流环节软开关逆变器

谐振直流环节逆变器的直流母线上通常设置了一个辅助开关器件,制约了其效率提高,这也是其在高功率领域应用推广不多的原因之一。为解决这一问题,文中设计的谐振直流环节软开关逆变器的辅助电路与直流母线并联,辅助开关器件和谐振元件均没有串联在直流母线上,有助于提高效率及降低辅助谐振电路的功率损耗。文中对所设计的电路拓扑结构采用相平面分析法来分析其动力学行为、软开关实现条件以及设计规则,并建立起辅助谐振电路损耗和效率提高值的数学模型。搭建一台10 k W的实验样机,将实验结果和硬开关逆变器比较,结果表明,设计的逆变器满载时的效率提高值高于轻载时的效率提高值。因此,文中所设计的软开关逆变器有利于减小辅助谐振电路的能耗,保障电能的高效利用。

应用于高功率领域的改进型谐振直流环节逆变器

为减小位于逆变器直流环节的辅助谐振电路的损耗,提出一种新型的辅助电路与直流母线并联的谐振直流环节软开关逆变器,其直流母线上没串联辅助开关器件和谐振元件,而且辅助谐振电路中只有1个储能电容,无中性点电位的变化问题。依据不同工作模式下的等效电路图,分析电路的换流过程和设计规则,并建立起辅助谐振电路损耗的数学模型,讨论谐振参数对辅助电路损耗的影响。制作1台5 k W的实验样机,实验结果表明逆变器的工作过程符合原理分析,能实现软开关功能,而且相比于同类型软开关逆变器,效率得到了进一步提高。因为该软开关逆变器的辅助电路与直流母线并联,辅助电路损耗相对较低,所以有利于在高功率领域提高逆变器效率。

一种新的双幅控制有源箝位谐振直流环节逆变器

针对有源箝位谐振直流环节逆变器提出了一种新的双幅控制策略。通过直流环节采用母线电压双幅控制和逆变桥采用带有三态滞环电流调节器的电压电流双闭环控制相结合的策略,可以降低直流环节的损耗,改善逆变器的输出特性。它具有控制简单,输出电流脉动小,输出电压谐波含量小等优点。详细分析了电路的工作原理和控制策略,并给出了仿真和实验结果。