单相全控整流断续电流的波形系数计算和分析

单相晶闸管全控整流电源对蓄电池充电 ,电流断续下波形系数的计算是非常困难的。现给出了电流波形系数的一些计算结果 ,并对其进行了分析 ,最后提出了一条简单估算电流波形系数的方法。

基于钳位方式切换的Vienna整流器载波断续脉冲宽度调制策略

当Vienna整流器工作在直流电压不平衡条件下时,传统载波断续脉宽调制(carried-based discontinuous pulse-width modulation,CB-DPWM)会增加输入电流谐波和中点电压波动。为解决上述问题,提出一种基于钳位方式切换的CB-DPWM策略。为了减小输入电流谐波,根据变化的电压矢量对子区域和零序分量进行重新划分和计算。据此,建立统一的CB-DPWM调制波,分析可运行区域,得到直流电压不平衡度和可运行区域成反比的结论。结合中点电流分析不同钳位方式对中点电压大小的影响,并根据直流电压不平衡度的大小实时切换钳位方式,从而有效地减小中点电压波动。通过钳位区域判断和优化开关序列,减少切换钳位方式引入的开关动作,提高了Vienna整流器效率。最后,在Vienna整流器实验平台上验证所提策略的有效性。

直流侧电流断续时不控整流器的动态大信号数学模型建立与验证

通过将带LC滤波的桥式不控整流器近似为定直流脉波周期、定导电角的可控整流器与占空比极小的Boost斩波器级联的系统,提出直流侧电流断续模式(discontinuous current mode,DCM)下不控整流器的一种大信号建模方法,并运用开关函数和谐波平衡原理,分别建立单相、三相桥式不控整流器DCM下的大信号数学模型,该模型具有非线性常微分代数方程组形式。通过与仿真模型进行对比,证明所常微分代数方程组形式。通过与仿真模型进行对比,证明所提出的建模方法是可行的,所建立的大信号数学模型能有效反映不控整流器源侧及负载侧的大扰动特性,且模型维数越高,计算结果越精确。

直流侧电流断续时不控整流器的动态小信号数学模型建立与验证

为解决直流侧电流断续模式(discontinuous current mode,DCM)下不控整流器因扰动过程中直流脉波周期、导电角均可变而不易数学建模的问题,通过研究带LC滤波的m相桥式不控整流器DCM下的稳态模型,得出导电角和电源电压初始相角的非线性约束方程,提出一种将不控整流器近似为定直流脉波周期、定导电角的可控整流器的小信号建模方法,并运用开关函数法和谐波平衡原理,分别建立带LC滤波的单相、三相桥式不控整流器DCM下状态方程形式的小信号数学模型。通过与经实验验证的仿真模型进行对比,证明所提出的建模方法是有效的,所建立的小信号数学模型维数越高,计算结果越精确。

断续电流模态隔离型高压开关电路

针对传统工频倍压整流电路在输出高压时带载能力差、升压变压器绕组匝数多以及体积大的问题,提出了一种高增益比升压开关电路。该电路工作于断续电流模态(discontinuous conduction mode,DCM),一个开关周期内有3个工作模态,通过将多个电容虚拟成一个电容以及结合稳态平均的分析方法,推导出该开关电路稳态输出电压与输入电压之比的增益特性。该电路继承了倍压电路和反激变换器各自优点,特别适合小体积、高变换比和小功率的高压应用场合。详细分析了该电路的工作过程,在此基础上,搭建了实验样机。实验结果验证了该电路分析的正确性。

考虑谐波特性和中点电位平衡的Vienna整流器改进断续脉宽调制策略

Vienna整流器在以高功率密度为设计目标的场合中,应用十分广泛。且Vienna整流器通常运行在较高的开关频率下,因此减小开关损耗,降低装置的发热,十分有必要。断续脉宽调制(DPWM)可以降低开关损耗,本文研究了一种适用于Vienna整流器的具有最大开关损耗降低效果的DPWM方法。为改善DPWM相对于SPWM和SVPWM方法谐波特性较差的缺点,提出了一种适用于Vienna整流器的改善谐波特性的改进DPWM方法。该方法通过对子扇区注入的零序分量进行修正,改善了三相电流的谐波特性。为针对三电平拓扑固有的中点电位不平衡问题,提出了DPWM方法的中点电位平衡控制策略。最后,通过仿真和实验验证了本文提出的调制方法和中点电位平衡控制策略的有效性,对不同调制方法Vienna整流器的工作效率和电流THD进行了比较。

无辅助开关的零转换单相PFC整流电路研究

提出了一种无辅助开关的软开关单相功率因数校正拓扑;分析了电流断续状态下的工作原理,所有开关器件都可实现ZVT或ZCT软开关。利用单周期实现其控制。仿真和实验结果表明,该电路在整个输入电压范围内都能保持软开关特性并与负载无关,实现了单位功率因数。

改进型零转换单相PFC整流电路研究

原有的无辅助开关的软开关单相功率因数校正电路环流能量大。本文通过改变谐振电容Cr取值的大小,减小了环流能量。分析了电流断续状态下的工作原理,所有开关器件都可实现ZVT或ZCT软开关。并详细介绍了单周期控制原理。仿真和实验结果表明,该电路降低了功率管VM1和VM2的通态损耗,并提高了整体电路的效率。

计及时滞的单相反激微型逆变器并网控制策略

在单相反激光伏微型逆变器中,传统断续电流控制策略存在并网电流与电网电压相位延迟大、谐波高等缺点。针对上述问题,提出一种计及时滞的单相反激光伏并网控制策略。首先,建立微型逆变器小信号模型,提取并网电流模型中的稳态分量与瞬态分量,其中稳态分量用于计算主开关管的稳态占空比,同时采用准比例谐振控制器对系统瞬态分量进行闭环控制,获取主开关管的瞬态占空比,两态占空比叠加得到主开关管的导通占空比;然后,针对微处理器数据采集、数值运算过程中引起的控制信号时间滞后问题,设计权重传递函数对其进行补偿,使并网电流与电网电压之间相位差达最小,保证微型逆变器的稳定性;最后,搭建150W实验样机验证控制策略的可行性。

新型无桥DCM Pseudo-Boost PFC变换器研究

本文研究了一种无桥Pseudo-Boost功率因数校正(Power Factor Correction,PFC)变换器,解决了传统Boost PFC变换器存在二极管整流桥导通损耗大、效率较低的问题。详细分析了电路拓扑工作于电感电流断续模式(Discontinuous Current Mode,DCM)的工作原理和稳态特性,变换器具有传统Boost PFC相似的升压特性。分析了变换器的输入电流和功率因数值,基于其输入、输出电流特性,建立了系统的小信号模型,并设计了简单可行的控制电路。最后仿真分析表明,变换器输出电压稳定,输入电流能很好地跟踪输入电压,功率因数大于0.99,达到了功率因数校正的目的。