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三电平双有源混合全桥DC-DC变换器最小回流功率控制
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作者 陶海军 张金生 +1 位作者 肖群星 郑征 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期521-532,共12页
三电平双有源混合全桥(H-TLFB)DC-DC变换器通过引入三电平桥臂提高输入电压范围.针对该变换器在传统双重移相控制下具有较大的功率回流、较高的电流应力等问题,提出一种最小回流功率控制策略.首先分析H-TLFB DC-DC变换器功率传输特性,... 三电平双有源混合全桥(H-TLFB)DC-DC变换器通过引入三电平桥臂提高输入电压范围.针对该变换器在传统双重移相控制下具有较大的功率回流、较高的电流应力等问题,提出一种最小回流功率控制策略.首先分析H-TLFB DC-DC变换器功率传输特性,比较变换器在两种不同工作模式下回流功率值的大小,并根据回流功率与电压比、移相比、传输功率的数学关系,计算出回流功率达到最小时对应的最优移相比,并设计相应优化控制策略.与传统双重移相控制策略相比,最小回流功率控制策略下的回流功率可以在全功率传输范围内达到最小值,并且在一定的电压比范围内,回流功率、电流应力可以同时得到优化.最后,通过实验验证设计控制策略的正确性和可行性. 展开更多
关键词 电平双有源混合全桥dc-dc变换器 移相控制 回流功率 传输效率 电流应力
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基于冗余矢量的T型三电平双向变换器中点电位平衡模型预测控制
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作者 王勋嵩 李锐华 +1 位作者 许嘉杰 王汉卿 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1264-1271,共8页
T型三电平双向变换器因其具有损耗小、输出电能质量高等优势适合应用于低压交直流混合配电网互联等场景。针对T型三电平双向变换器存在直流侧中点电位不平衡等问题,模型预测控制因其易于实现多目标优化的特点具有良好的应用价值。为了... T型三电平双向变换器因其具有损耗小、输出电能质量高等优势适合应用于低压交直流混合配电网互联等场景。针对T型三电平双向变换器存在直流侧中点电位不平衡等问题,模型预测控制因其易于实现多目标优化的特点具有良好的应用价值。为了解决传统有限集模型预测控制(FCS-MPC)权重因子整定困难,中点电位控制效果不佳的问题,提出一种基于冗余矢量的中点电位平衡模型预测控制,利用冗余小矢量的特性实现对中点电位平衡的控制,避免了权重因子的选择。在此基础上,利用代价函数计算矢量的作用时间并预测输出最优开关序列,提升系统的稳态性能。最后,通过实验测试验证了所提策略的有效性。 展开更多
关键词 T型电平双向变换器 模型预测控制 中点电位平衡 冗余矢量 交直流混合配电网 固定开关频率
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PWM与移相结合控制下的混合三电平隔离型双向DC-DC最小回流功率控制研究 被引量:13
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作者 杨超 许海平 +1 位作者 张祖之 许志强 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第15期3186-3197,共12页
针对混合三电平双向DC-DC变换器提出了一种变占空比PWM与移相结合(PWMPS)的控制方法。通过分析在使用该方法下变换器的工作原理,将系统运行划分为4种工作模式,并根据每种模式的等效电路推导出该模式下变换器的传输功率特性以及软开关约... 针对混合三电平双向DC-DC变换器提出了一种变占空比PWM与移相结合(PWMPS)的控制方法。通过分析在使用该方法下变换器的工作原理,将系统运行划分为4种工作模式,并根据每种模式的等效电路推导出该模式下变换器的传输功率特性以及软开关约束条件。在此基础上通过研究电压配比m≤1时的控制策略,进一步提出了一种最小功率回流控制方法,该方法能够在m≤1的情况下,控制系统回流功率达到最小的同时使系统各功率器件实现软开关。最后搭建了实验平台,证明了该算法的正确性和有效性。 展开更多
关键词 PWM与移相结合控制 混合三电平双向dc-dc 工作模式 软开关 最小回流功率控制
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PWM结合移相控制下的混合三电平隔离型双向DC-DC变换器反馈线性化控制研究 被引量:11
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作者 杨超 许海平 +1 位作者 袁志宝 许志强 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2020年第6期2321-2329,共9页
双向隔离型DC-DC变换器是电力电子变压器(power electronic transformer,PET)的一个重要环节。文章针对混合三电平双向DC-DC的结构特点提出一种新的基于脉冲宽度调制(pulsewidthmodulation,PWM)加移相的控制方法(PWMphaseshift,PPS),该... 双向隔离型DC-DC变换器是电力电子变压器(power electronic transformer,PET)的一个重要环节。文章针对混合三电平双向DC-DC的结构特点提出一种新的基于脉冲宽度调制(pulsewidthmodulation,PWM)加移相的控制方法(PWMphaseshift,PPS),该方法能够减少控制变量,简化系统控制。在此基础上,通过分析PPS控制方法下系统工作模态的等效电路模型,建立系统的非线性大信号模型。通过对非线性系统反馈线性化,推导出系统状态反馈表达式,将系统的耦合控制变量进行解耦,得到系统的控制规则。最后搭建了实验平台,通过实验结果证明了该控制方法的正确性和有效性。 展开更多
关键词 电力电子变压器 混合三电平双向dc-dc变换器 非线性控制 状态反馈线性化
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三电平双向DC-DC变换器的模型预测控制方法 被引量:4
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作者 梅杨 李晓晴 齐园园 《电气传动》 北大核心 2016年第2期36-39,共4页
针对传统双闭环控制动态响应慢、PI控制器控制参数选择困难的缺点,提出采用模型预测控制(MPC)方法对三电平双向DC-DC变换器进行控制。该方法通过预测模型的建立和目标函数的最小化两个环节实现对控制目标性能的优化。对传统PI控制和模... 针对传统双闭环控制动态响应慢、PI控制器控制参数选择困难的缺点,提出采用模型预测控制(MPC)方法对三电平双向DC-DC变换器进行控制。该方法通过预测模型的建立和目标函数的最小化两个环节实现对控制目标性能的优化。对传统PI控制和模型预测控制搭建仿真模型,仿真结果显示模型预测控制方法可以使直流母线电压超调量控制在0.25%以内,使蓄电池充放电电流波动范围控制在0.1%以内,由此证明模型预测控制方法可以更好地实现直流母线电压的稳定,优化蓄电池的充放电过程。同时,采用模型预测方法控制三电平双向DC-DC变换器可以实现中点电压的自平衡。 展开更多
关键词 电平 双向dc-dc变换器 模型预测控制 直流母线 中点电压
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零电压开关N型交错并联三电平双向DC-DC变换器 被引量:6
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作者 鲁思兆 吴雷 +1 位作者 李思奇 韦光勇 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第S02期461-469,493,共10页
针对传统的两电平双向DC-DC变换器开关管电压应力较大和输入输出电流及电感电流纹波较大的问题,提出一种零电压开关N型交错并联三电平双向DC-DC变换器。该变换器采用两相三电平交错并联的结构,以开关管依次移相90°的方式导通,减小... 针对传统的两电平双向DC-DC变换器开关管电压应力较大和输入输出电流及电感电流纹波较大的问题,提出一种零电压开关N型交错并联三电平双向DC-DC变换器。该变换器采用两相三电平交错并联的结构,以开关管依次移相90°的方式导通,减小了输入输出的电流纹波和开关管的电压应力;通过变频软开关控制使该变换器在宽范围负载内能实现所有开关管的零电压开通(ZVS),提高变换器的工作效率。文中详细分析该拓扑结构的工作原理和数学模型,推导出电感电流纹波、输入电流纹波与占空比的关系。同时,在实现ZVS的工作状态下推导电感最小负电流、电感平均电流和开关频率之间的关系。最后,搭建50V/200V 650W的实验样机,对理论分析结果进行实验验证。实验中变换器的所有开关管均实现了ZVS且输入电流纹波几乎为0,其满载效率为96.85%。 展开更多
关键词 双向dc-dc变换器 交错并联电平 零电压开通 电流纹波
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用于混合动力汽车的三电平双向DC/DC变换器 被引量:4
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作者 吴军辉 黄声华 +1 位作者 邹江峰 陈小明 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2006年第1期9-11,共3页
将三电平技术应用到双向DC/DC装置中,可以提高混合动力汽车驱动系统中双向DC/DC装置的开关频率,为此提出了一种新的三电平双向DC/DC变换器拓扑。通过三电平拓扑和传统两电平拓扑电路的对比分析,得出了相同先决条件下这两种拓扑中开关管... 将三电平技术应用到双向DC/DC装置中,可以提高混合动力汽车驱动系统中双向DC/DC装置的开关频率,为此提出了一种新的三电平双向DC/DC变换器拓扑。通过三电平拓扑和传统两电平拓扑电路的对比分析,得出了相同先决条件下这两种拓扑中开关管电压应力和电感电流可减小的幅度。最后通过仿真试验验证了分析结果。 展开更多
关键词 变换器/混合动力汽车 双向DC/DC变换器 电平
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应用于混合动力汽车的三电平双向DC/DC变换器 被引量:4
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作者 吴军辉 黄声华 邹江峰 《电机技术》 2006年第2期23-25,共3页
为了提高混合动力汽车驱动系统中双向DC/ DC装置的开关频率,把三电平技术应用到该装置中,提出一种新的三电平双向DC/DC变换器拓扑。通过分析电路,在相同先决条件下,将三电平拓扑和传统两电平拓扑相比,得出前者的开关管电压应力和电感电... 为了提高混合动力汽车驱动系统中双向DC/ DC装置的开关频率,把三电平技术应用到该装置中,提出一种新的三电平双向DC/DC变换器拓扑。通过分析电路,在相同先决条件下,将三电平拓扑和传统两电平拓扑相比,得出前者的开关管电压应力和电感电流可减小的幅度,最后通过仿真试验验证了分析结果。 展开更多
关键词 混合动力汽车 双向DC/DC变换器 电平
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电力电子变压器用混合三电平双向DC/DC功率模块设计 被引量:2
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作者 张茂强 骆仁松 +1 位作者 汪涛 文继锋 《山东电力技术》 2020年第4期24-29,共6页
高压隔离双向DC/DC变换器模块是电力电子变压器电压隔离和变换中的主要环节。为提升模块高压侧直流工作电压,减少模块级联数量,降低功率变换部分的占地尺寸和控制复杂度,采用混合三电平拓扑设计电力电子变压器功率模块。分析混合三电平... 高压隔离双向DC/DC变换器模块是电力电子变压器电压隔离和变换中的主要环节。为提升模块高压侧直流工作电压,减少模块级联数量,降低功率变换部分的占地尺寸和控制复杂度,采用混合三电平拓扑设计电力电子变压器功率模块。分析混合三电平双向DC/DC变换器的工作原理,对电路中的主要参数进行设计,并基于SiC功率器件完成了样机的设计,最后对样机进行了试验验证。试验结果表明,混合三电平双向DC/DC变换器工作特性与传统全桥双向DC/DC变换器一致,效率最高达到98.7%。三电平双向DC/DC变换器以较低成本和控制复杂度,提高了子模块高压侧直流工作电压,使电力电子变压器系统功率模块数量减半,有效降低了电力电子变压器的尺寸。 展开更多
关键词 电力电子变压器 混合电平 双向DC/DC变换器 碳化硅MOSFET
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双PWM控制下三电平半桥隔离型双向DC-DC变换器的全局最小峰值电流研究 被引量:9
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作者 杨超 许海平 +1 位作者 袁志宝 许志强 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第8期1679-1689,共11页
针对三电平半桥隔离型双向DC-DC变换器,提出了一种双PWM与移相结合控制(DPWMPS)的方法。通过对该控制工作原理进行分析,并以变压器两侧电压的相对位置为依据,归纳出系统运行的12种工作模式,并推导出每一种工作模式下的功率传输特性。在... 针对三电平半桥隔离型双向DC-DC变换器,提出了一种双PWM与移相结合控制(DPWMPS)的方法。通过对该控制工作原理进行分析,并以变压器两侧电压的相对位置为依据,归纳出系统运行的12种工作模式,并推导出每一种工作模式下的功率传输特性。在此基础上,该文提出一种电感最小峰值电流控制方法,能在电压配比m≤1的情况下实现稳态电感峰值电流全局最优。最后搭建实验平台,通过实验结果证明了该算法的正确性和有效性。 展开更多
关键词 双PWM与移相结合控制 电平半桥隔离型双向dc-dc变换器 工作模式 最小峰值电流控制
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一种新型三电平双向DC-DC变换器 被引量:1
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作者 陈昭 韩猛 +1 位作者 张玮麟 刘东立 《电机与控制应用》 2020年第8期75-81,共7页
三电平桥式电路中开关管承受的电应力比普通桥式电路中开关管承受的电应力减小一半,结合三电平电路结构的优点,省去了传统三电平双向DC-DC变换器中的一对飞跨电容,提出了一种新型三电平双向DC-DC变换器。该新型三电平双向DC-DC变换器使... 三电平桥式电路中开关管承受的电应力比普通桥式电路中开关管承受的电应力减小一半,结合三电平电路结构的优点,省去了传统三电平双向DC-DC变换器中的一对飞跨电容,提出了一种新型三电平双向DC-DC变换器。该新型三电平双向DC-DC变换器使电路中开关管电应力减小,谐波成分降低。利用交错移相的控制策略进行控制,使得新型变换器中所有开关管均能实现零电压开关(ZVS)。通过2.4 kW的样机试验验证,提出的新型三电平双向DC-DC变换器性能优良,与传统的双向DC-DC变换器相比,效率有了显著提升。 展开更多
关键词 双向dc-dc变换器 电平 交错移相 零电压开关
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一类新型三电平软开关DC-DC变换器的研究 被引量:8
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作者 石勇 杨旭 王兆安 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第9期68-73,共6页
该文针对一类新型的三电平DC-DC 变换器进行详细的研究,该电路使用一个双向开关构造中间电平,大大简化原有多电平电路的复杂程度,使多电平电路有可能被用于中低功率场合。通过将该电路与传统的全桥电路相比较研究可以发现,该电路具有输... 该文针对一类新型的三电平DC-DC 变换器进行详细的研究,该电路使用一个双向开关构造中间电平,大大简化原有多电平电路的复杂程度,使多电平电路有可能被用于中低功率场合。通过将该电路与传统的全桥电路相比较研究可以发现,该电路具有输出谐波含量小的特点,可以非常有效减小输出无源滤波元件的体积和重量。该文详细探讨了这类新型三电平DC-DC 变换电路的电路结构和工作原理,并进行了实验研究。实验结果证明该电路原理正确,可以正常工作。 展开更多
关键词 dc-dc变换器 电平 软开关 双向开关 复杂程度 比较研究 全桥电路 谐波含量 滤波元件 工作原理 电路结构 变换电路 实验研究 电路原理 电平 低功率 输出
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一种新型双向直流变换器拓扑与控制策略研究 被引量:3
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作者 郑宏 朱文 +2 位作者 沈思伦 赵伟 林勇 《信息技术》 2018年第2期72-77,共6页
随着农用可再生能源发电、分布式发电、微电网与智能电网技术的不断发展,对储能变流系统的要求也越来越高,其中大变压比高压双向直流变换器已成为储能变流的研究热点。针对传统的双向Buck/Boost DC-DC等非隔离型变换器变压比小、开关管... 随着农用可再生能源发电、分布式发电、微电网与智能电网技术的不断发展,对储能变流系统的要求也越来越高,其中大变压比高压双向直流变换器已成为储能变流的研究热点。针对传统的双向Buck/Boost DC-DC等非隔离型变换器变压比小、开关管电压应力大等缺点,提出了一种新型半桥三电平推挽式(half bridge TL push-pull)双向DC-DC变换器,它具有电气隔离,充放电均可实现两级变压来形成大变压比,开关器件少,且开关管电压应力仅为高压侧输入电压的一半并可实现软开关的优点。并对新型双向DC-DC变换器提出通过对蓄电池荷电状态(SOC)的检测与上位机的指令信号来控制实现双向DC-DC变换器工作模式的切换。并通过仿真实验验证新型双向变流器的可行性与优越性。 展开更多
关键词 储能变流 半桥电平推挽 双向dc-dc 蓄电池荷电状态(SOC)
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CLLC型三电平双向DC/DC变换器混合控制策略 被引量:1
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作者 胡红明 彭赫威 刘圣山 《武汉理工大学学报》 CAS 2021年第4期83-91,共9页
CLLC型三电平双向DC/DC变换器采用变频移相混合控制策略。该控制策略结合变频控制与移相控制的优点,让变换器输出电压在宽泛范围内进行高效率的工作,且在不需要辅助电路下实现开关管和整流管的软开关。作者对CLLC型三电平双向DC/DC变换... CLLC型三电平双向DC/DC变换器采用变频移相混合控制策略。该控制策略结合变频控制与移相控制的优点,让变换器输出电压在宽泛范围内进行高效率的工作,且在不需要辅助电路下实现开关管和整流管的软开关。作者对CLLC型三电平双向DC/DC变换器变频、移相控制工作原理进行分析,分析软开关条件,计算工作区域,划分变频、移相工作范围,最后在MATLAB/Simulink平台上搭建仿真模型,仿真结果显示:输入电压范围宽,具有良好软开关特性。 展开更多
关键词 CLLC型电平双向DC/DC变换器 软开关 混合控制方式 MATLAB/SIMULINK仿真
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多功能电压暂降治理装备控制策略研究
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作者 郑峻峰 黄际元 +1 位作者 陈远扬 胡湘伟 《电气传动》 2023年第10期71-78,共8页
针对电能质量问题中频繁发生的电压暂降问题,开发了一种用于用户侧电压暂降治理的多功能电压暂降治理装备。基于对系统的建模分析研究了系统在并网与离网补偿状态下的控制算法及电流谐波治理算法;通过分析传统电压暂降检测算法的特点,... 针对电能质量问题中频繁发生的电压暂降问题,开发了一种用于用户侧电压暂降治理的多功能电压暂降治理装备。基于对系统的建模分析研究了系统在并网与离网补偿状态下的控制算法及电流谐波治理算法;通过分析传统电压暂降检测算法的特点,提出了一种电压暂降混合检测算法,该方法具有检测快速、锁相稳定的优点。基于双向晶闸管及电网电压特性研究了双向晶闸管的快速关断方法。仿真和实验结果表明,该装备能够实现电压暂降在0.2 ms内的迅速检测和工作模式的快速平滑切换,能有效地减小电压暂降问题对敏感负荷的影响,同时该装备还具备无功补偿与负载侧谐波滤除功能,具有效率高、便捷性高等优点。 展开更多
关键词 电压暂降治理 电平逆变器 并离网控制 电压暂降混合检测算法 双向晶闸管
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