伏秒积矢量法改进的SPWM逆变器研究

针对正弦脉宽调制技术存在直流母线电压利用率低等问题,提出了一种基于伏秒积矢量的分析方法。通过对正弦脉宽调制的伏秒积矢量分析得出:改进后SPWM逆变器提高了直流电压利用率,与空间电压矢量调制相近,而运算量比空间电压矢量调制要降低很多,并有效减小了开关频率。以三相全桥逆变器为对象,对提出的改进正弦脉宽调制进行仿真实验和样机实验。实验结果验证了上述方法的正确性和有效性。

移相占空比控制的三端口双向直流变换器

针对三端口隔离型双向直流变换器在端口输入电压不匹配时部分开关器件不能实现软开关的问题,研究了基于伏秒积相等的移相加占空比的控制策略。详细分析了三端口隔离型双向直流变换器的工作原理、等效电路和功率方程,该变换器通过一个三绕组变压器,将多个直流源相连,结构紧凑、功率密度高,同时使用变压器漏感和开关器件寄生电容可以实现器件软开关,减小功率损耗。给出了移相加占空比的控制策略,建立了变换器的小信号模型。在理论分析的基础上搭建了仿真模型和实验平台,仿真和实验结果表明采用移相加占空比的控制策略能够扩大软开关的范围,动态实验波形证明系统具有良好的动态性能。

短脉冲作用下磁开关的磁场分析

工作在短脉冲状况下的磁开关的伏秒积存在着实际测量值与理论计算值不一致的偏差,为了分析出现偏差的原因,提出利用傅立叶变换分析磁开关电压波形,得到磁开关电压的频谱,并利用有限元法计算所得频谱下磁芯截面上的磁场。利用所提出的方法对一磁开关进行了分析,在有限元仿真软件(ANSYS)中建立磁芯与绕组的实体模型,然后由该模型计算的磁开关伏秒积与理论值对比,得出磁芯体积的实际利用率为79.21%。同时,ANSYS计算结果表明,在短脉冲作用下磁开关内的磁场大部分集中在磁芯表面,导致了磁芯利用率减小,这是实际值与理论值不一致的主要原因。

一种用于双向全桥DC/DC变换器的新型反激绕组设计方法

为改善反激绕组传统设计方法的不足,以双向全桥DC/DC变换器为例,提出一种反激绕组的全新设计方法,包括原边电感量、匝数和气隙的改进设计方法。首先,提出"抛物线求解法",准确地求出了原边所需电感量,使电感电流纹波真正满足设计要求,并直观地找出电流纹波最恶劣的工作点。然后,提出匝数和气隙的新型设计方法,不仅抵消了边缘磁通对电感量的影响,而且直接得出精确的设计结果,避免了反复凑试的繁琐。最后,此新型设计方法应用于一台双向DC/DC变换器,实验结果表明电路工作稳定,该方法有效、可靠且实用。