基于SAPSO算法的集成型三端口变换器回流功率优化

占空比加双重移相控制下的交错并联Buck-Boost和双有源全桥集成的三端口变换器功率密度高、工作方式灵活、应用广泛,但是由于控制方式较为复杂,回流功率高也成为其发展的瓶颈。针对该集成型三端口变换器工作过程中存在的功率回流问题,分析了回流功率产生原理,建立了此变换器传输功率与回流功率数学模型,得到了回流功率与占空比和移相占空比的关系方程;基于此方程,采用模拟退火粒子群算法对占空比与移相角进行优化。通过运行工况为输入电压100 V、输出电压48 V、开关频率20 kHz的仿真与实验结果表明:所提方法可以实现减小回流功率的目标回流功率减少近13%,与模拟退火算法相比,该方法使集成型三端口变换器的回流功率明显降低。

基于光伏集成变换器的发电系统工作机理研究

对于光伏阵列部分阴影问题,提出由光伏组件和与其并联的双向反激变换器组成的光伏组件集成变换器(PVMIC),并由PVMIC组成新型光伏发电系统。针对PVMIC的睡眠、馈能、旁路二极管、DC module4种工作模式进行分析,深入研究了各种工作模式的运行条件,使得新型光伏发电系统可以根据运行条件选择不同的工作模式,保证系统始终工作在最优状态,所以该系统即使在阴影条件下也具有较高的系统转换效率和更大的光伏阵列输出功率。通过仿真和实验验证了其解决阴影问题的可行性。

基于双脉宽调制的交错Boost集成型CLLLC谐振变换器宽增益控制策略

交错Boost集成型CLLLC谐振变换器具有高增益、高效率等优点,在使用脉宽调制时理论上可得到较宽的电压增益范围,但其在现有的定频同步PWM下会随着占空比逐渐偏离0.5而出现越来越大的电流尖峰,导致占空比调节范围受限,其电压增益范围相比于传统的谐振变换器无明显优势。为实现宽增益,该文采用双脉宽调制的方法克服了定频同步PWM的缺点,提出定频同步双脉宽调制与变频双脉宽调制两种调制方式,并通过分析,构建两种调制方式的切换点,最终形成一种宽增益控制策略。该文分析了所提出宽增益控制策略的工作原理及运行特性,并通过实验验证了该控制策略的可行性与理论分析的正确性。

基于电动汽车V2G技术的多端口集成车载变换器研究

双向功率变换器是实现电动汽车V2G(Vehicle to grid)技术的关键性设备。引入集成技术,利用共享车载驱动电机和驱动电力电子变换装置,提出一种新的集成式双向车载功率变换器。它既可以将电动汽车蓄电池能量回馈给电网,又可完成蓄电池充电功能。集成式功率变换器具有单相、三相充/放电接口,实现了一机多口,增强了车载系统的紧凑性。分析不同充/放电模式下的集成功率变换器拓扑,给出了充/放电模式下的控制策略。最后,给出了仿真和试验结果,验证了多端口集成车载功率变换器的可行性。

部分遮挡条件下集成光伏变换器模型最大功率点追踪建模与仿真

针对光伏发电受部分遮挡不均匀光照的影响,光伏组件输出特性曲线存在多个局域最大功率点的问题,采用最常用两种模型即并旁路二极管模型和集成光伏变换器模型,在MATLAB Simulink中对最大功率点追踪进行建模与仿真。采用调节PI控制器占空比的方法使每一组光伏阵列功率达到最大值,从而使集成光伏转换器模型输出功率达到最大。仿真试验结果表明,集成光伏变换器模型下追踪最大功率点比基于全局扫瞄的并联旁路二极管模型能够更快速准确平稳地追踪到最大功率点,有效提高了部分遮挡不均光照下光伏阵列输出效率。

超级电容储能的高性能集成三端口变换器设计及仿真模拟

作为当今主要的电化学储能元件之一,超级电容因其功率密度高、工作条件限制少等优点具有广阔的发展前景。为了更好地发挥超级电容的优越特性、降低系统的成本,本工作提出一种适用于超级电容储能的集成三端口变换器。超级电容储能端口通过双向Cuk变换器与输入端口连接,既能满足超级电容宽电压工作特性带来的升降压要求,还能获得连续、纹波小的端口电流。另一方面,超级电容和输入端口均通过boost-半桥变换器与输出端口连接,并与双向Cuk变换器实现深度的元件复用,因此所需元件少、成本低。根据输入端口和输出端口之间的功率关系,所提出的集成三端口变换器共有四种不同的工作模态。在不同模态下,变换器的工作原理基本相似,仅端口电流的大小和方向将发生改变,具有良好的一致性。本文以输入端口同时向超级电容储能端口和输出端口传递能量的模态为例,详细分析了变换器的工作原理,并进一步推导出了三个端口之间的电压增益、元件的电压电流应力。最后,通过搭建仿真模型,验证了变换器工作在四种模态下的有效性。本研究有助于推动集成三端口变换器在超级电容储能系统中的应用,继而助力超级电容储能的进一步推广应用。

集成I/V变换器与除法器在光学实验中的应用

在光学实验的光强测量中，运用集成Ｉ／Ｖ变换器和除法器组成双光路测量装置，不但可以取代老式的检测显示仪表（如光电检流计），克服其缺点，实现数字化检测显示，便于与微机连接．而且可以消除由于光源光强不稳产生的测量误差，具有一定的实用价值．

集成开关耦合电感升压-反激变换器

提出了一种集成开关耦合电感升压-反激变换器SCIBFC(switched-coupled inductor boost-flyback con-verter)。该变换器具有电压增益大、效率高等特性,适合应用于光伏发电等需要高电压增益的场合。在分析电路稳态工作原理和工作模式的基础上,推导出了电路各部分的相关关系;研究了电路寄生参数对电路升压增益等的影响,为选择高电压增益电路提供定量依据。SCIBFC电路的MOS管能够实现ZCS导通和ZVS关断,同时整流二极管能够ZCS关断,实现软开关,因此可以提高电路效率并改善电路EMI。最后搭建了20 W的实验样机,验证了所提电路的正确性和可实施性。

电动叉车用开关磁阻电机新型集成功率变换器

针对电动叉车用开关磁阻电机(SRM)制动过程中的能量回收问题,研究一种可实现多端口能量灵活转换的新型集成式功率变换器。新型集成式功率变换器采用交错并联双向DC/DC变换器作为传统SRM功率变换器的前端电路,可以在电动及发电模式之间灵活切换。采用超级电容与铅酸蓄电池混合储能,回收减速和下放货物的能量,实现再生制动,并用于加速和举升货物。仿真试验表明所设计新型集成式功率变换器能满足电动叉车频繁起停的要求,并可减小输入输出端的电流波纹,提高能量回收效率。

厚膜混合集成DC-DC变换器热设计分析

本文重点对国产的典型厚膜混合集成DC-DC变换器ZHDC28S5/2400型产品进行热设计和热分析。目的是对产品所用元器件的温度及温度差控制在GJB2438-2002《混合集成电路总规范》要求的范围内。为进一步提高产品的最高工作温度和提高产品可靠性提供工艺设计改进建议。由于设计线路和工艺的同源性,其结果可以对系列厚膜混合集成DC-DC变换器产品具有借鉴性。

静电放电对混合集成DC/DC变换器影响的研究

在微电子行业,静电放电问题正受到越来越多的关注。该文对静电放电原理进行了简介,着重研究了静电放电对混合集成DC/DC变换器的影响,最后对相关问题进行了总结与讨论。

负载适应型光伏模块集成式变换器设计

此处研究了负载适应型模块集成式变换器(MIC)的有限状态机及最大功率点跟踪(MPPT)算法。利用状态空间平均法求解变换器在输出电压控制模式下的传递函数并设计了控制器:分析了MIC在不同运行工况下控制变量的特征,并以此为依据设计了系统的有限状态机,实现了控制回路层面上状态快速切换;为有效解决光伏MPPT快速性与最大功率点稳态振荡的问题,光伏MPPT采用变步长电阻增量法。系统采用dsPIC33FJ06GS606数字信号控制器实现底层闭环控制的有限状态机与MPPT算法,并通过样机实验验证了系统设计的可行性。

面向二次脉动功率解耦的三端口LLC谐振变换器

为了吸收单相交直流系统中耦合的大量二次脉动功率,提出给予I3桥结构的三端口LLC谐振变换器。所提变换器实现双向解耦电路的开关桥臂和LLC谐振变换器的开关桥臂的集成,消除母线上的大容量电解电容、提高系统可靠性,而且减少有源开关的数量和系统的开关损耗。详细分析三端口LLC谐振变换器的工作原理和控制方法,设计I3桥的开关驱动策略,实现功率解耦端口和直流输出端口的独立控制。实验结果证明了所提集成功率解耦功能的三端口LLC变换器及其控制方法的正确性和有效性。

高可靠性与超宽环境温度的混合集成DC/DC变换器的设计

电源,特别是在国防上应用的电源,由于其环境条件的恶劣,从而对电源性能的要求也愈来愈严格。介绍一种作者为国家级重点军品项目开发、研制的,具有超宽工作环境温度(-60℃～+125℃,150℃短时间工作3min)和高可靠性、高频率的厚膜混合集成DC/DC电源变换器,并提出设计此特种电源所要遵守的原则及注意事项。

基于双有源桥的三端口变换器回流功率优化控制

为了实现对负载连续稳定的供电,采用新能源发电与储能相结合的能源结构业已成为电力系统的主流热点技术.本文针对该储能中交错并联双向Buck-Boost与双有源桥构成的集成三端口变换器运行控制中所存在的功率回流问题,详细分析回流功率的产生机理,建立了该集成三端口变换器的传输功率与回流功率数学模型.研究了回流功率与传输功率的耦合关系,提出基于单闭环的集成三端口变换器最小回流功率控制的优化控制策略.采用PSIM进行仿真,对比分析了集成三端口变换器的回流功率的变化,验证了通过简单的调制策略即可实现稳定的输出.

温度变换器AD590的研究与应用

介绍一种集成温度变换器ＡＤ５９０的电学性能、特点、误差与校正方法。同时提出了它在温度检测、温度补偿以及在微机温度采集系统中的应用。

新能源发电串联分布式高能效变换系统

针对光伏组件、热电发电机等新能源发电模块输出电压低的特点,以系统发电功率最大化为控制目标,研究模块串联分布式新能源发电系统中的高能效模块集成变换器拓扑及其控制策略。分析不同变换器类型对系统性能和发电设备输出特性的影响;综合考虑变换器变换效率和最大功率跟踪效率,提出引入直通工作模式实现变换器全电压范围最大功率输出的控制策略和实现方法;并提出具有直通模式的改进型升降压变换器拓扑,详细分析工作模式和设计实现。搭建由13个250W模块组成的串联分布式实验系统,验证了理论分析的正确性。

偶数相开关磁阻电机系统磁路平衡控制策略研究

针对传统偶数相开关磁阻电机磁路不平衡带来的转矩输出性能降低的问题,提出了一种磁路平衡控制策略。首先,分析了不同绕组连接方式下偶数相开关磁阻电机的磁场分布情况,揭示了单极性励磁是不平衡磁路产生的主要原因。然后,提出采用集成式功率变换器拓扑进行双极性励磁,保证磁路的平衡,确定了双极性励磁下功率器件的开关顺序,阐述了所提磁路平衡控制策略的工作原理和实施方法。最后,进行了仿真和实验分析,验证了所提磁路平衡控制策略能够有效增强偶数相开关磁阻电机系统转矩输出能力,同时在系统成本、算法复杂度和可靠性方面有明显的优势。

一体化跟踪型测角系统的误差分析

为满足系统对位置检测的要求 ,有利于电机系统的小型化设计 ,提出了采用感应同步器与单片集成轴角变换器 (AD2S80A)构成的跟踪型测角系统同时作为磁极位置检测环节和角度测量系统的一体化方案 .分析了感应同步器及跟踪型测角系统误差 ,推导了由非有效电势产生的零位奇偶跳动导致的一次正弦变化测角误差等误差模型 .

一种设计高阶电流模式滤波器的新方法

提出了一种设计高阶电流模式滤波器的新方法,即采用可变阻抗换算法对通过无源RLC设计的电流模式滤波器进行换算,这种方法能够有效地解决模拟集成滤波器中电感的制作问题。同采用回转器的方法相比,该方法能更有效地保持无源滤波器低灵敏度的特性,同时,还能够保证电路工作的精确性。