电网供电系统储能电源大功率变换器的谐波控制研究

为了改善供电系统配电敏感性较差问题,提出电网供电系统储能电源大功率变换器谐波控制方法。以大功率开关电源拓扑电路作为初级谐波控制单元,按照交流电子数量及传输标准,分别连接储能型电源变压器与电网兼容继电器,完成电网供电系统电源储能环境搭建。通过连接谐波变换子电路,计算大功率基波参数,确定阻抗控制条件,实现电网供电系统储能电源大功率变换器的谐波控制。实验结果表明,与逆F类输出谐波阻抗手段对比,应用新型谐波控制方法后,电网射频滤波调节时间缩短至1.9 s,射频波平均输出功率达到39.4 dBm,从根本上解决了供电系统配电变换敏感性较差的问题。

一种适用于高压大功率变换器的三电平直流变换器

(半桥)三电平变换器的优点是其开关管的电压应力为输入电压的一半,该文从另一个角度提出它的推导思路,从中提取出两种三电平开关单元。将(半桥)三电平变换器的推导思路推广到所有的直流变换器,提出了三电平变换器族系,该类变换器除了开关管电压应力为其原型变换器的一半以外,部分变换器还可以大大减小滤波器,提高变换器的动态响应。三电平变换器可以广泛应用于高输入电压/输出电压、中大功率的直流变换场合。

新型矢量单周控制四象限大功率变换器的研究

对传统矢量单周控制策略进行了改进,通过引进与电网电压同相位的三相虚拟电流与实际负载电流相加,使得变换器在负载功率不变的情况下系统等效阻抗变大,且恒大于零,实现四象限稳定运行。采用基于瞬时无功理论的方法对其电流相移补偿抑制,实现大功率变换器的单位功率因数运行及功率因数可调控制。搭建了一个250kVA仿真模型,进行了仿真实验,验证了以上控制方法的可行性。

卫星用新型大功率变换器

随着卫星载荷功率的逐渐提升,对大功率变换器的需求越来越多,但传统卫星电源控制器中的功率变换器难以实现高效率转换的同时实现较大的功率输出。提出了一种卫星用新型大功率变换器电路拓扑,有效解决了上述问题。首先通过电路工作时序图,详细分析了所提电路的工作原理,并给出了电路关键工作波形,同时探讨了新型变换器功率管零电压开通实现的条件。最后进行了Saber软件分析和实验电路验证,实验结果验证了所提出的新型变换器拓扑的可行性与有效性。

PWM控制算法对大功率变换器损耗影响的研究

开关器件损耗是大功率变换器损耗的主要组成部分,控制算法会对器件损耗产生明显影响。首先分析了开关器件的损耗构成及其理论计算方法,然后以电压型功率变换器为例,通过对比双极性与单极性SPWM、两态与三态滞环电流、准优化与二相调制SVPWM三组不同的控制算法,找出了共同的通过改进PWM控制算法降低开关器件损耗的措施,即合理使用零电压矢量,并对具体方法进行了初步研究。

面向光伏直流升压系统的高压大功率LLC谐振变换器设计方法

文中提出一种适用于光伏直流升压变换系统的高压大功率LLC谐振变换器设计方法与死区时间设计优化方法。文中先介绍大功率LLC变换器的应用场景,光伏直流升压变换器的系统架构和模块拓扑,然后基于模态分析法建立LLC变换器的时域模型,研究其求解方法。分析大功率LLC变换器与小功率设计时的差异,不能沿用小功率变换器设计方法,为此,从原始参数出发,以高效率为目标,时域模型求解方法为基础,提出一种精确简便的大功率LLC变换器设计方法,另外基于模态分析提出了死区时间设计优化方法。理论研究与提出的方法在一台80kW/5kV光伏直流升压变换器样机上得到验证。

大功率BUCK变换器电压电流尖峰的分析及抑制措施

在大功率Buck变换器中电路工作于高频开关状态 ,由于实际线路的寄生参数和器件的非理想特性的影响 ,开关器件两端会出现过高的电压和电流尖峰 ,严重地降低了电路的可靠性。本文详细分析了两种尖峰产生的原因和危害 ,有针对性地提出了几种RCL缓冲电路 ,并给出了电路各参数的分析和设计方法。仿真和使用结果证明了该缓冲电路具有良好的软开关效果 ,对于主开关管的电压尖峰和电流尖峰具有较强的抑制作用。

软开关大功率全桥PWM变换器拓扑结构的对比分析

比较分析三类主要的软开关大功率全桥PWM变换器拓扑结构、主要工作特征及各自的优势与不足 ,指出大功率全桥变换器的发展趋势。介绍一种采用饱和电感与次级有源钳位相结合的FB ZVS PWM变换器 ,它能有效抑制整流管电压过冲及振荡 ,扩大软开关负载范围。给出了拓扑结构、次级钳位控制电路及实测波形 ,该拓扑已成功应用在 5kW、开关频率 10 0kHz的功率电源中。

大功率直流/直流变换器的电磁兼容试验方案

电动汽车所用的大功率直流/直流(DC/DC)变换器的电磁兼容性(EMC)测试尚无统一标准可依.在参考和分析汽车零部件和功率变换器产品相关标准的基础上,对大功率DC/DC变换器进行了EMC试验的研究,提出了配套的测试方案.该测试方案基于传统汽车零部件标准,针对其中的测试布置进行了改进,改进的关键点在于保证辅助测试设备不引入过量的干扰.考虑到整车的EMC性能由整车和零部件两方协同决定,最后建议整车厂和零部件供应商协商采纳合理的限值等级.

浅说大功率IGCT变换器的几个问题

本文讨论大功率IGCT变换器的几个问题:三电平变换电路中的箝位电阻的作用;IGCT逆变器的过流保护和短路保护;IGCT变换器的输出容量与开关频率和输出频率的关系;在有源整流器中采用SHEPWM方法生成PWM信号;如何用4.5kV器件构造6.9kV逆变器。

一种基于子模块混合型模块化多电平换流器的高压大功率DC/DC变换器

针对构建未来多电压等级多端直流电网的技术需求,提出一种基于子模块混合型模块化多电平换流器的高压大功率DC/DC变换器,并建立了相应数学模型。该拓扑主要由半桥子模块和一种新型的、具有故障电流阻断能力的T型全桥子模块构成,进一步提高了经济性。在此基础上,设计了高压大功率DC/DC变换器的调制策略和电容电压平衡策略,利用T型全桥子模块负电平输出实现直流电压下降时变换器的正常工作,保证多电压等级互联直流系统的降压稳定运行。然后分析了高压大功率DC/DC变换器的直流故障隔离原理。最后,在PSCAD/EMTDC仿真平台中搭建了含高压大功率DC/DC变换器的直流试验系统仿真模型,通过稳态和暂态仿真分析,结果表明该变换器能够实现降压运行并具有直流故障隔离能力,在未来多电压等级多端直流电网中具有良好的应用前景。

DC-DC变换器热分析及热力耦合仿真分析

随着大功率模块型DC-DC变换器使用环境日趋恶劣,其高度集成的功率元件和IC芯片的热流密度增加,变换器元器件可靠性要求提高。其中DC-DC变换器电路可靠性的重要影响因素之一是温度。高、低温及其循环会对元器件的失效产生严重的影响,从而造成变换器的失效。通过热分析优化变换器的空间布局,开发导热胶灌封工艺,可以提高其散热能力。首先,以传热学理论为基础,利用有限元热仿真软件分析其三维温度场,并建立热力耦合仿真模型,进行热力耦合仿真分析;其次,根据模拟仿真结果,给模块产品设计提供了可靠的热分析、热设计数据;最后,研制试验样件并进行测试,验证所进行的设计的合理性。

新型无污染大功率开关电源

提出了一种新型的高功率因数的三相大功率变换器主电路拓扑方案 ,该电路利用单级PS -ZVZCS -PWM逆变桥完成功率因数校正 (PFC)和输出电压调节双重功能 ;分析了该电路的基本工作原理、关键参数的设计计算 ,仿真结果表明这种新型的单级大功率开关电源功率因数可达到 0 .995。

高压大功率IGCT器件在PSIM中的仿真研究

由于高压大功率IGCT器件的优越性能,使其在高压大功率变换器领域中逐渐得到广泛应用。本文研究了一种适用于高压大功率变流仿真的IGCT功能模型,该模型依据IGCT的主要外部物理特性(主要是阳极电流和关断电压),在PSIM软件包下建立的等效电路。此模型的主要特点为计算速度快,参数求解方便等。该文还详细描述了该模型的测试电路,并根据ABB公司给出的5SHY35L4510模型主要参数进行实验,通过仿真和实验的波形对比表明该模型具有一定理论参考价值和实用性。

双级式光伏系统最大功率点跟踪研究

光伏电池的输出功率随外部环境和负载的变化而变化。为充分发挥光伏器件的效能,需采用最大功率点跟踪(MPPT)电路。根据MPPT的基本原理和常用光伏发电系统控制的优缺点,主电路采用了Boost电路结构,结构简单,硬件实现方便。控制部分在经典干扰观测方法的基础上对控制方法进行改进,采用变步长跟踪,克服了跟踪速度与跟踪精度之间的矛盾。实验结果证明,该方法能够快速、准确地跟踪太阳能电池的最大功率点。

太阳能光伏发电最大功率跟踪系统研究

针对太阳能光伏发电系统中的最大功率跟踪问题,提出了一种基于AVR单片机控制的新方案。系统运用三重Boost DC/DC变换器对光伏电池输出功率进行有效调节,采用最优梯度控制算法搜索最大功率点。对该系统进行了Matlab/Simulink仿真,并在硬件电路的基础上进行了试验。结果表明,该系统能较快地跟踪太阳能的最大功率,并具有较高的跟踪精度。

一种大功率电源模块的低功耗供电线路设计

为了提高大功率DC/DC电源模块的传输效率,降低电路的功耗,文章设计了一种合理的低功耗供电线路,为电源模块中的芯片提供稳定的低压直流输出电压。文中采用电压控制型MOSFET作为调整元件并结合输出电压反馈电路,避免了输入电压过高时因三极管工作电流限制造成的供电线路功率损耗过大问题,有效提高了大功率开关电源模块的传输效率和供电线路输出电压的稳定性。最后通过试验验证文中设计的供电路静态功耗小、传输效率高,且线路简单易于实现。

船舶直流电网模块化电力变换器短路保护研究

针对大功率电力变换器模块化设计带来的内部模块发生短路故障可能性增加的问题,提出模块短路时模块与整机之间的选择性保护方案。由于受限于采用固态断路器带来的尺寸和重量的显著增加,研究提出了利用模块化电力变换器与内部变换模块之间输入回路电流级差,在变换器以及内部模块输入回路串联不同限流熔断器的方案,仿真结果验证了该方案的可行性,并做了扩展讨论分析,结果表明该方案具有实现简单,可靠的特点,提高了船舶直流电网电力变换器的运行可靠性。

大功率晶体管变换器中驱动电路的设计

在大功率晶体管变换器中 ,驱动电路是整个功率变换器的关键。驱动电路设计的如何 ,直接关系到整个功率变换器的工作状况。本文介绍了一例性能优越的驱动电路方案 ,该方案虽然由分立元件构成 ,但其设计思想仍有重要的实际借鉴意义。