双极性直流微网多交错并联电压平衡器协调控制

为了实现双极性直流微网低纹波稳定运行,对多台交错并联型电压平衡器并联运行系统进行研究。交错并联的变流器需要进行相间均流控制,通过理论推导得出电感电流偏差与输入侧电容电压的关系,继而提出一种间接电感均流控制方法,以此进行占空比的二次调节。在对单台电压平衡器分析的基础上,将基于二次调节的改进下垂控制应用于多台交错并联型电压平衡器并联协调控制中,实现了多台变流器间负载电流合理分配。最后在Simulink中验证了所提控制方法的正确性。

面向直流微电网的电压平衡器拓扑结构研究

作为一种节能高效的直流配电形式,双极性直流母线配电在低压直流配电系统中具有较大的应用优势,电压平衡器在其中扮演着重要的角色。电压平衡器一方面实现了单极性配电向双极性配电的转化,另一方面也解决了正负极性母线间的功率不平衡问题。该文首先分析了现有的电压平衡器拓扑结构研究成果;然后归纳出了电压平衡器的形成方法,提出了Cuk型电压平衡器、Super-Sepic/Zeta型电压平衡器和交错并联Buck/Boost型电压平衡器;最后通过仿真验证了所提出拓扑结构的正确性,通过两相交错并联Buck/Boost型电压平衡器实验平台验证了所提出的交错采样交错平均电流控制策略良好的均流效果和动态响应速度以及平衡器优异的双极性母线配电效果。

一种新型非谐振型软开关交错并联Boost电路

提出一种新型非谐振型交错并联Boost零电压转换(ZVT)电路。在传统交错并联Boost拓扑基础上添加了一组由一个电感、两个电容、一个开关管、四个二极管组成的辅助网络,令主开关管实现了零电压开通与关断,辅助开关管实现了零电流开通与部分零电压关断,降低了开关损耗,提升了电路变换效率。软开关可在宽工作范围内有效实现,电路工作在连续电流模式(CCM),控制方式简明易行,辅助网络的引入没有给主开关管带来额外电流应力。通过复用部分辅助元件,提高了辅助网络利用率,减少了体积与费用;降低了开关过程中的dv/dt、di/dt,抑制了开关噪声。详细分析了电路拓扑结构、工作原理,并对主要参数进行了优化选取,最后通过实验验证了理论分析的正确性。

磁集成开关电感交错并联Buck/Boost变换器

为了提高传统Buck/Boost变换器的电压增益、暂态响应速度同时减小电感支路的电流纹波和变换器的体积重量。将磁集成开关电感技术和交错并联技术应用到传统的Buck/Boost变换中,提出了磁集成开关电感交错并联Buck/Boost变换器。通过采用开关电感结构替换传统变换器中的电感的方式,使变换器正向功率变换的电压增益提高为原来的2倍。采用磁集成技术并合理设计耦合电感间的耦合系数能够减小该变换器电感支路的电流纹波、提高系统暂态响应速度、减小变换器的体积重量,进而提高变换器的电气性能。最后通过实验样机的结果验证了理论分析的正确性。

液态金属磁流体发电系统低电压高变比能量收集电路设计

液态金属磁流体(Liquid Metal Magnetohydrodynamic,LMMHD)的发电原理为在外力作用下驱使液态金属切割磁场进行发电,具有输出电流大、电压低且输出易受负载特性影响的特点,因此能量收集很困难。为了解决这一问题,分析LMMHD发电系统的电源特性,提出了基于Boost变换器的能量收集方案,并通过状态空间平均法建模分析了Boost变换器的输入及输出阻抗特性,验证了Boost变换器对于LMMHD发电系统的适用性。此外,针对传统锂电池储能电压需求,提出了应用并联交错型Boost变换器和基于二极管-电容组合结构的Boost变换器的电能收集方案。最后,参考具体的LMMHD发电系统设计了对应的能量收集电路,并通过Matlab仿真验证了设计的合理性。仿真结果表明,改进型Boost变换器实现了20倍高变比升压,实现了50 W、4 V的功率输出。