基于燃料电池的推挽正激变换器的控制研究

随着传统能源的耗竭,燃料电池作为一种新型无污染能源受到了广泛的研究。由于燃料电池自身输出电压变化范围大,要有效利用其变化的输出直流电,后级变换器的研制是个重要的环节。该文首先分析了燃料电池外特性较软的特点,然后针对此特点,对现有的控制技术进行分析选择。同时通过对推挽正激变换器的小信号建模,发现平均电流控制技术可以克服这一问题。通过理论分析,设计了变换器的控制参数。最后通过实验验证,表明平均电流控制可以有效解决输入变换器的源效应问题。同时对于变换器整流二极管的反向恢复电压尖峰问题,提出了双CDD无源无损箝位电路。实验结果表明较好地解决了电压尖峰问题,具有一定的工程应用价值。

一种新型推挽正激变换器

介绍一种新型的变换器正激推挽变换器 ,详细分析了它的工作原理 ,并将它和其它一些DC/DC变换器做了比较。最后通过仿真和实验证明正激推挽变换器的优点。

一种适用于高压输入的高可靠性新型推挽正激变换器

提出了一种适用于高压输入的高可靠性推挽正激变换器。两个正激单元通过公共磁芯耦合,变压器磁芯双向磁化、提高了磁芯利用率;开关管和二极管串联构成开关桥臂,实现了开关管两端电压钳位,同时实现了变压器漏感能量回馈,而且从电路结构上消除了开关桥臂短路直通的隐患,具有开关器件电压应力低、效率高、可靠性高等优点。详细分析了变换器的工作原理和特性,并通过实验验证了理论分析的正确性。

加双CDD无源无损缓冲电路的推挽正激变换器

给出一种可用于燃料电池发电系统的前级DC/DC变换器方案——推挽正激变换器。针对其次级整流二极管反向恢复引起的电压尖峰,引入了一种双CDD(一个电容两个二极管)无源无损缓冲电路,详细分析了引入该电路后推挽正激变换器工作模态,并给出了缓冲电容的选取原则和输出滤波耦合电感的设计,最后通过仿真和一台1kW实验样机验证了理论分析的正确性。

APU用推挽正激变换器的研究

给出了一种用于辅助动力装置APU的DC/DC变换器方案:推挽正激变换器,并介绍了变换器的工作原理。根据APU中直流启动发电系统对启动过程的要求,设计了推挽正激变换器输出电压的参考波形。针对变压器漏感能量在开关管上产生电压尖峰的问题,对变压器原、副边绕组的绕制方式进行了优化,提高了变换器的可靠性以及效率。采用四路推挽正激变换器交错并联形式,最后以一台12 k W、24 V/120 V的原理样机验证了理论分析的正确性。

一种新型推挽正激DC/DC变换器研究

介绍了一种倍流整流推挽正激DC-DC变换器,分析了其工作原理,论述了该变换器主电路、驱动电路及脉冲变压器的设计,最后通过样机实验,验证了推挽正激变换器的优点。

基于推挽正激交交变换器的三相三线无功和谐波综合补偿装置分析

传统有源电力滤波器(active power filter,APF)基于逆变器拓扑,直流侧采用大容量电解电容器组作为储能元件,容易损坏,且价格昂贵。提出一种基于推挽正激式高频隔离交交变换器(insolated high frequency push-pull forward AC-AC converter,IHF-PPFAC)的IL-APF(inverter-less APF)结构,无需储能装置。分析了基于偶次谐波调制技术(even harmonic modulation,EHM)的单相IHF-PPFAC综合补偿原理;对补偿注入电流进行傅里叶级数分解分析其频谱特性,发现EHM耦合问题并提出非相邻调制波的解决方案;提出三相IL-APF结构,并建立了数学模型;同时设计了逐次谐波补偿策略(successive harmonic compensation strategy,SHCS)的闭环控制方案。仿真和实验结果验证了IL-APF的可行性,新装置没有使用直流储能元件,并实现了补偿电容器和电网侧的电气隔离;具有无功和谐波的综合补偿功能,适用于三相三线平衡系统。

一种用于燃料电池发电系统的前级DC／DC变换器

针对燃料电池并网发电系统对前级DC/DC变换器的要求,提出并研究了由Boost和推挽正激变换器(Push-Pull Forward Converter,简称PPFC)组合而成的两级式DC/DC变换器。由于推挽正激变换器工作于最大占空比,开关管和输出整流管电压应力小,有利于变换器的优化设计。分析了该变换器的工作原理,给出了电路关键参数的设计。500W样机试验验证了该设计的可行性。

并网独立双模式控制高性能逆变器设计与实现

设计并实现了一种小型的用于分布式发电系统的功率调节系统。主电路采用推挽正激变换器和双降压式逆变器。传统的并网逆变器输出端采用工频变压器,体积重量大,成本高。该文采用高频隔离的逆变器,消除了输出端的工频变压器。传统的桥式逆变电路存在桥臂直通问题,该文将双降压式逆变器用于并网发电场合,提高了可靠性及效率。半周期调制方式减小了器件的开关损耗,以及功率场效应管的导通损耗。以往的文献对并网逆变器的分析侧重于单独工作模式或者并网模式,较少涉及到独立工作和并网工作切换过程的分析。该文分析了双模式运行的逆变器的切换过程。采用TMS320F240DSP芯片实现数字锁相同步,实现并网和独立控制的逻辑和基准切换。一个500VA的实验样机证明了方案的可行性。

级联型航空静止变流器直流环节电路拓扑研究

基于级联技术的新型航空静止变流器的效率主要取决于其直流变换环节 ,针对低压大电流应用 ,推挽正激变换器具有防止开关管的电压尖峰和抑制变压器偏磁等特点 ,本文详细分析了推挽正激变换器的工作原理 ,对比研究了该变换器的三种次级整流结构 ,比较了各自的优缺点。实验表明 ,采用全波整流的推挽正激变换器效率可以达到 89%以上 ,为新型航空静止变流器效率超过 85 %奠定了基础。

高效率模块化航空静止变流器的研制

基于通用化、系列化和模块化的研制思想,致力于研究提高航空静止变流器(ASI)的变换效率、减轻系统重量、提高可靠性和维护性等核心技术问题。从总体研制方案、核心技术和系列化基础模块3个层面出发,采用功率扩展性能好、变换效率高、可靠性高的推挽正激电路和双降压式逆变器研制了DC-DC变换模块、DC-AC变换模块等单元模块,组合成4种航空静止变流器基础模块。研制的系列化基础模块,整机变换效率均比国外同类产品提高4.5%以上,并且在体积、重量、可靠性和可维护性等方面均具有明显优势。

级联型航空静止变流器直流环节电路拓扑研究

基于级联技术的新型航空静止变流器的效率主要取决于其直流变换环节。针对低压大电流应用,推挽正激变换器具有防止开关管的电压尖峰和抑制变压器偏磁等特点。本文详细分析了推挽正激变换器的工作原理,对比研究了该变换器的三种次级整流结构,比较了各自的优缺点。实验表明,采用全波整流的推挽正激变换器效率可以达到89%以上,为新型航空静止变流器效率超过85%奠定了基础。