一种开关管复用的电感型串联锂电池均衡电路

现有电感型电池均衡电路存在控制复杂、二极管导通损耗大的问题,提出一种开关管复用的电感型串联锂电池组均衡电路,均衡电路中分别只有一个电池选通开关与每个电池端口相连。研究均衡回路中二极管数目对均衡速度和均衡效率的影响,对均衡过程进行建模分析,得出每个模态回路中最佳的二极管数目。根据理论分析结论和电路拓扑特征,均衡电路采取奇偶交错均衡策略和开关管复用为二极管的开关导通策略,使用较少的开关实现能量在任意两节编号奇偶不同的单体电池间传输的同时,减少均衡回路中的二极管数目,提高了均衡速度和均衡效率。最后搭建四节电池的均衡实验平台,并就开关导通方式的不同进行两组实验,结果表明所提电池组均衡电路和开关导通策略可有效地实现对串联锂电池组的均衡,且提升了均衡速度和效率。

单级式单相逆变器及其低频输入电流纹波抑制

单相逆变器的瞬时输出功率中包含二倍频脉动功率,使得直流侧输入电流中存在大量低频谐波成分。研究了一种电流源型单级式单相逆变电路。基于开关管复用技术,该电路可以在较少的开关器件数量下,同时实现直交功率变换以及低频输入电流纹波抑制的功能。首先分析了该单级式单相逆变电路与常规两级式逆变电路在低频电流纹波传导以及电路模型上的等效性,基于以上分析提出一种控制策略,实现对单级式变换器的直流输入以及交流输出端口特性的同时控制;通过对照性研究,揭示了单级式和两级式逆变电路在器件额定上的相似性;最后通过仿真以及实验验证了控制算法的有效性和性能分析的正确性。

一种复合型双Boost-LLC谐振变换器

提出了一种定频控制的复合型双Boost-LLC谐振变换器。该变换器采用定频脉宽调制(PWM)控制方式,可避免复杂调频控制中存在的磁性元件设计困难等问题,有利于拓宽电压调节范围。此外,该变换器将Boost结构和LLC结构中的开关管复用,减少了电路器件数目。该结构还保留了LLC电路的软开关特性,实现全部开关管的零电压开通(ZVS),有利于提升变换效率。而采用双Boost结构,可有效降低部分开关管电压应力。详细分析了复合型双Boost-LLC谐振变换器的拓扑结构、工作原理以及稳态特性,并搭建了一台60-80 V输入,24 V/4.2 A(100 W)输出的实验样机,最终与两级级联式变换器进行比较,实验结果验证了理论分析的正确性。