基于多相交错技术的电容器充电电源设计

在脉冲功率系统中,大容量高压电容器负责储能,具有重要作用。电容器充电电源需要具备输出宽范围、抗负载短路和过压过流保护等基本功能。在快速充电场景中,充电功率的提高进一步增加了器件应力方面的要求。本文针对大容量高压电容器快速充电的需求,设计了一种两级式级联电源。采用多相交错并联技术降低器件应力,引入STM32G4来进行数字控制和保护。通过理论验证、样机设计和软件仿真,证明设计方案满足电容器充电的基本需求同时有效降低器件应力,方便器件选型。

比特交错技术与符号交错技术在多级编码调制方案中的性能比较

为有效解决多级译码引起的错误传播问题 ,我们采用分组分割方法 ,将比特交错技术与符号交错技术应用到多级编码调制方案中 ,对采取这两种方案的BCH多级编码调制方案在Rayleigh衰落信道中的抗干扰性能进行了研究 ,并且对两种技术在相同编码效率、相同交错深度下的结果作了比较 .计算机仿真结果表明 :在理想信道下 ,比特交错技术与符号交错技术在多级编码调制方案中的性能基本相同 。

交错技术在单相功率因数校正中的应用

介绍了交错PFC电路的基本类型和工作原理以及一些扩展的单相交错PFC电路。最后分析了交错PFC电路的优缺点。

单端变换器并联交错技术的分析研究

本文介绍了单端变换器的并联交错技术，它可看作并联技术的变化形式。文章主要对并联交错式单端正激变换器作了分析研究，实验结果证实了理论分析的正确性。并联交错式单端变换器增大了输出功率、降低了输入输出滤波器尺寸，特别适用于要求高功率密度、超薄型封装诸如分布式电源系统的大功率应用场合。

一种高增益耦合电感交错组合Boost-Zeta变换器

为提升Boost变换器的电压增益,本文提出结合耦合电感和倍压单元的交错组合DC-DC变换器。该变换器由Boost和Zeta变换器组合并引入耦合电感倍压技术而得到,并利用无源钳位支路吸收漏感能量,开关管采用交错控制,降低了开关管的电压尖峰,实现开关管低电压应力,在无需极限占空比和高匝比的情况下可获得更高的电压增益。本文深入讨论了所提拓扑的工作原理及特点,对比了不同变换器的电气性能;对实验参数进行设计,最后通过实验对变换器的理论分析进行验证。

采用交错并联技术的电动三轮车光伏充电控制系统

利用太阳能对电动三轮车充电具有较大的应用价值。该文采用扰动观察法和交错并联技术,为电动三轮车设计一种Boost升压变换充电系统。对电动三轮车锂电池采用恒流–恒压充电方式。设计双相交错并联Boost升压电路及其充电算法,仿真表明设计的充电算法有较好的稳定性。对电动三轮车锂电池恒流充电阶段的扰动观察法算法进行仿真,表明在相同扰动步长下,交错并联Boost升压电路具有较低的光伏电池输出电流纹波及输出功率振荡。室内测试表明,在恒压限流充电算法下,设计的充电系统具有较好的输出特性。对光伏电动三轮车进行户外充电测试,表明在恒流充电阶段,光伏电池始终工作在30V左右的最大功率点电压处;在正常负载情况下,充电效率达到95%以上。

交错并联技术在并联DC-DC变换器纹波抑制中的分析与应用

交错并联技术在大功率、多重化DC-DC变换器应用广泛,能够有效地减小DC-DC变换器的纹波值从而提高其供电品质。根据交错并联技术的特点,通过对DC-DC变换器输入、输出电流的纹波波形进行叠加分析,推导出在多模块并联条件下,纹波峰峰值与占空比和各模块触发脉冲相移之间的定量关系。推广到不同拓扑结构的非隔离DC-DC变换器中应用,最后在MATLAB/Simulink仿真环境下对三模块交错并联DC-DC进行仿真验证,证明了结论的正确性,对于减小多重化DC-DC纹波具有一定意义。

交错并联技术在无损电阻中的应用

无损电阻由于开关元件的存在而产生很大的电流脉冲,其等效电阻也是时变的,这严重限制了无损电阻的应用。为了降低由于开关元件的存在而造成的脉冲电流,改善无损电阻的特性,以工作在不连续导通模态下Buck-Boost变换器为具体研究对象,分析了无损电阻的建模原理,并给出了带低通滤波器的Buck-Boost变换器的无损电阻模型,将新近几年在电力电子领域比较活跃的交错并联技术引入到无损电阻,用以改善无损电阻的特性。仿真实验验证了方案的可行性,说明了交错并联技术对无损电阻的集成化和实用化有很大的促进作用。

在移动无线电通信系统中利用信道交错技术进行信道分配

此论文验证了在移动无线电系统中，信道分配不仅受相同信道干扰的限制，而且还受相邻信道干扰的限制，并阐明了最小相邻信道使用间距与利用信道交错技术而增加可用的信道数之间的关系。文章所描述的有效信道分配的方法是涉及到任意的干扰情况下获得的，并阐明在各种条件下，包括区域结构和天线模式不是均匀的情况下移动无线电系统的性能。

交错技术显著提高升压转换效率

升压电源常用于将低压输入转换成较高电压。不过，随着这些电源的功率需求不断增加，单个功率级可能变得缺乏吸引力。本文将介绍一种交错式升压技术，无论从分析还是从实际应用经验上来说，该技术在效率、尺寸及成本方面均优于单升压转换器（single-boost converter）。本文对250W单相电源与交错式升压电源的测试结果进行了对比。尽管复杂性有所增加，不过交错式升压却表现出具有卓越的性能。

基于交错调制PWM技术STATCOM系统的研究

针对静止同步补偿器(STATCOM)系统,采用并联H桥变流器拓扑结构提高STATCOM装置的补偿容量。同时,对并联H桥直流侧电容进行数学分析,结合交错调制PWM技术,提出一种适合于并联H桥拓扑下STATCOM系统控制策略。研制电压1140V、容量500kvar的STATCOM装置,试验结果证明了该策略的优越性与正确性。

交错并联同步Buck转换器的电压滞环控制研究

随着处理器技术的发展,对电压调节模块提出了更高的要求,其主拓扑和控制方式也有了很大发展。交错技术能够以较低的开关频率实现高频输出电压波动,具有纹波互消、相间分流等优点;而电压模式滞环控制具有电路简单、无需反馈环路补偿、负载瞬态响应以及不限制开关导通时间等优点,因此二者的结合使用将成为一种发展趋势。提出了一种新型电压滞环控制方式,并对其工作原理进行了分析,最后通过仿真和实验验证了该方式的优越性。

一种软开关交错式三电平逆变电路的研究

通过在传统三电平逆变电路的上、下功率管上各并联一个交错式工作的功率管,构成一种输入输出纹波电流倍频的交错式三电平逆变电路。描述了该电路的PWM方式,通过在各交错并联的功率管支路上串联一个限流电感,实现了交错并联各功率管的零电流开通,并降低了续流二极管的反向恢复电流。阐述了电路各阶段的工作原理,分析了限流电感值的影响及设计问题。同理推导得出另一种软开关交错式NPC逆变电路。设计了一台2kVA的样机,实验波形验证了理论分析的正确性。

基于耦合电感的交错高降压比DC/DC制氢变换器

将光伏发电应用到电解水制氢中,可以低成本、无污染的制出高纯度的高效清洁能源氢能,缓解环境压力并助力碳中和目标的实现。直流/直流(DC/DC)变换器可灵活匹配光伏阵列与电解槽的I-V曲线,提高光伏制氢系统效率。为了解决传统降压电路降压比小、功率器件电压应力大的问题,提出了一种基于耦合电感的新型交错Buck电路。该变换器通过选择合适的耦合电感匝比,可以在延长工作占空比的同时实现较低的转换比,采用交错技术和元件重排技术来减小功率器件上电压应力,从而在实现高降压比的同时,大大提高变换器的效率。在实际应用场景中也可以提高制氢系统的效率,推动清洁能源的发展。进行了变换器的工作原理、性能的分析和对比,最后通过电路仿真和试验验证了上述的分析。

三相交错式热电变流器研究

研究了一种以热电发电器件为输入源的变流装置。变流器为三相交错控制Buck级联Boost电路结构。根据输入输出电压的变化,变流器可以工作在Buck电路模式或者Boost电路模式。根据负载蓄电池状况,变流器有最大功率跟踪和功率匹配两种控制模式。分析了三相交错控制技术对输出纹波电流的影响。设计了变流器的控制环。对实验室样机的测试表明,变流器能在Buck和Boost模式之间,以及最大功率跟踪模式和功率匹配模式之间平滑切换。

电流模块交错并联的光纤激光器电源研制

提出以4路电流模块LTM4601并联的方式实现低压大电流输出的解决方案,其关键是并联模块间的均流,设计以4路交错90°的波形分别同步4路模块的波形交错技术实现。设计的独特之处在于并联电源系统输出电流母线引入电流反馈以实现输出电流值的控制。基于大电流印刷电路板(PCB)设计得到电源样机,其实验结果与设计目标基本相符。实验得到最大输出电流达到40 A,电源转换效率在80%以上,并验证电源系统的过电压保护和过电流保护以及强制停机等功能。

一种新型的有源交错并联Boost软开关电路

重点研究了有源交错并联Boost的软开关技术,提出了一种新型的有源交错并联的Boost软开关电路。在Boost主开关两端并联一个由有源辅助开关和关断缓冲吸收电容组成的有源缓冲吸收支路,Boost的主开关管可以实现零电流导通和零电压关断,二极管的反向恢复电流带来的能量损耗能够大大减少。并且,在整个开关周期期间,附加的辅助开关管都是零电压开关。最后,设计试制了一台1.2kW实验样机。结果表明,该电路的所有功率器件均实现了软开关。

交错并联Buck变换器本质安全的研究

为使Buck变换器以较小的最大输出短路释放能量满足本质安全要求,提出将交错并联技术应用于Buck变换器,以两支路交错并联Buck变换器为例进行研究,在与传统Buck变换器总输出电流相同的情况下,使电路的总电流输出纹波减小,输出电压纹波减小,且支路电流为总电流的1/2,减小了开关管和续流二极管的电流应力,总输出电流纹波频率变为支路的2倍,使输出滤波电容减小,这些都有利于实现本质安全。通过Matlab仿真比较本质安全的传统Buck变换器和交错并联变换器,最后证明所提方法的正确性。

用于非均质复合材料应力分析的交错网格有限体积法

针对非均质复合材料的应力问题,发展了一种交错网格有限体积法(SCV-FVM)。该方法基于非结构网格离散线弹性平衡方程,采用交错网格技术将材料的空间变化引入离散过程,从而不需要显式处理复合材料交界面。用SCV-FVM对宏观非均质复合材料应力场进行了数值模拟,结果与理论解吻合良好。与其他数值结果的对比表明,SCV-FVM能够避免材料物性突变引起的牵引力方向的应力数值波动及不连续现象,但是难以捕捉垂直于牵引力方向的应力跳跃现象,可以通过加密交界面网格来改善计算结果。用SCV-FVM对微观非均质复合材料应力场进行了数值模拟,结果不存在由物性参数空间变化引起的数值不连续现象及应力集中现象,表明SCV-FVM适合对微观非均质材料进行应力分析。