基于MMC与LPA的混合功率放大器研究

论文研究了一种基于模块化多电平变换器(MMC)和线性功率放大器(LPA)的混合功率放大器(HPA)的拓扑结构及其控制策略。混合功率放大器可以直接与高压直流电源相连,并易于进行容量拓展,可靠性高。为提升混合功率放大器的工作效率和保真度,建立了系统综合电路模型,分析了影响功率放大器输出性能的主要因素,提出了相应的控制方法,并给出了控制系统的设计方案。最后通过仿真验证了混合拓扑的可行性和控制方法的正确性,其输出电压波形良好,实现了兼顾高效率和高保真的目的。

3300V碳化硅肖特基二极管及混合功率模块研制

基于数值仿真结果,采用结势垒肖特基(JBS)结构和多重场限环终端结构实现了3 300 V/50 A 4H-Si C肖特基二极管(SBD),所用4H-Si C外延材料厚度为35μm、n型掺杂浓度为2×1015cm-3。二极管芯片面积为49 mm2,正向电压2.2 V下电流达到50 A,比导通电阻13.7 mΩ·cm2;反偏条件下器件的雪崩击穿电压为4 600 V。基于这种3 300 V/50 A 4H-Si C肖特基二极管,研制出3 300 V/600 A混合功率模块,该模块包含24只3 300 V/50 A Si IGBT与12只3 300 V/50 A 4H-Si C肖特基二极管,Si C肖特基二极管为模块的续流二极管。模块的动态测试结果为:反向恢复峰值电流为33.75 A,反向恢复电荷为0.807μC,反向恢复时间为41 ns。与传统的Si基IGBT模块相比,该混合功率模块显著降低了器件开关过程中的能量损耗。

高性能碳化硅混合功率模块研制

报道了一种基于自主封装技术的高性能、高效率碳化硅(SiC)混合功率模块,该功率模块的反向阻断电压为1 200 V,正向导通电流为480 A。动态测试表明,其峰值反向恢复电流Irr仅为-115 A,关断延迟时间td(off)为3.36μs,关断能量损耗Eoff为296.82 mJ,开通延迟时间td(on)仅为0.66μs,开通能量损耗Eon仅为242.27 mJ,输出功率可达到百千瓦级别。与传统的硅基IGBT模块相比,该碳化硅混合功率模块大大降低了模块的能量损耗。

混合功率速率自适应综合业务CDMA通信在瑞利衰落信道的性能

分析了混合功率速率自适应系统在综合业务 CDMA通信中的性能。数据速率和发射功率按照信道变化自适应调节。对于要求恒定比特速率的话音业务 ,可以采用功率自适应 ,而对数据业务采用速率自适应 ,因为数据业务能够容忍一定的时延。分析结果表明 ,在保持同样的速率和误比特率前提下 ,这种自适应方法比传统的功率自适应有明显的功率增益 。

指纹特征识别的光电混合功率谱分析

应用光电混合功率谱分析系统和统计模式识别技术，成功地进行了两类指纹的特征识别，获得了快速、准确的识别效果．

用于磁悬浮系统的新型混合功率放大器的设计

针对传统的线性功率放大器与开关功率放大器的不足,本文提出一种新型混合功率放大器,并对其基本原理、拓扑结构进行介绍,并通过Multisim软件对其跟随特性进行仿真,证明其可行性。

SiC、Si、混合功率模块封装对比评估与失效分析

随着SiC器件在新能源发电、电动汽车等领域的快速发展,对定制化、高可靠SiC功率模块的需求日益迫切。然而,现有SiC功率模块大多沿用Si模块的封装技术,存在寄生电感大等问题,无法适应SiC器件的高速开关能力,难以充分发挥SiC器件的优越性能。该文梳理了功率模块的材料选型准则,以及封装工艺方法,给出了自主封装功率模块的测试流程。针对全Si、混合、全SiC功率模块,基于相同的封装技术和测试方法,对比研究了3种功率模块的动态性能和温敏特性,为不同应用需求下的器件选型提供参考。针对全SiC半桥功率模块,提出了开关损耗的数学模型,并利用实验结果验证了其有效性。此外,结合功率模块的大量故障案例建立了数学模型,分析封装失效的机理,为下一代SiC功率模块的封装集成研究提供了有益的经验和思路。

弱电网下双馈风电机组混合功率同步控制策略及稳定性分析

随着高比例新能源规模的不断扩大,新能源发电单元并网点的“弱”特性已初步呈现。弱电网下双馈风电机组中锁相环与电网阻抗耦合交互而引发的并网稳定性问题也日益凸显。为提升弱电网下双馈风电机组的并网稳定性,论文提出一种机–网侧变流器混合功率同步的双馈机组控制策略。混合功率同步运行中无需锁相环实现同步,其中,机侧变流器利用电机定子输出功率实现定子功率同步;网侧变流器利用直流电容上的功率偏差实现直流功率同步。针对所提控制策略,建立双馈发电系统的全维状态空间模型,分析电网阻抗及控制参数对系统稳定性的影响。进一步对比表明,混合功率同步控制比机侧功率同步–网侧锁相同步控制策略在弱电网下更具有稳定性优势。最后通过硬件在环实验平台验证所提控制策略及稳定性分析的正确性。

3.3kV/50 A SiC JBS二极管及混合功率模块研制

通过理论计算、仿真与实验验证的方式研制出3.3 kV/50 A 4H-碳化硅(SiC)结势垒肖特基(JBS)二极管芯片。芯片漂移区厚度33μm,掺杂浓度2×1015 cm-3,p+结区深度0.6μm,p+结区掺杂浓度5×1018 cm-3。芯片终端采用非均匀场限环结构。芯片静态测试表明,反向电压3.3 kV时漏电流低于100μA,正向电流50 A时压降小于2.4 V,与设计目标相符。基于该SiC JBS芯片完成了3.3 kV/400 A Si IGBT/SiC JBS混合功率模块研制,测试结果表明混合功率模块降低开关损耗明显,为实现变流装置高效化、小型化及轻量化打下了基础。

Si-SiC混合功率模块的低感及低热阻封装研究

功率集成模块相比于传统的离散系统,具有体积小、功率大、集成度高、寄生参数小以及频率特性好等优点,广泛用于工业传动、家用及车用空调、辅助逆变器等场合。论文以包含有整流、制动、逆变多单元结构组成的功率集成模块为例,分析Si-SiC混合模块相比于全硅模块的性能优势,提出在低损耗的基础上进一步减小封装寄生电感和封装结构热阻的优化方案,提升功率集成混合模块的封装性能。通过对母线连接端子的位置和功率芯片的衬板图形进行优化,可将混合模块逆变电路各相之间的封装寄生电感差异降低5.2%。进一步应用局部双层衬板结构以及高导热石墨烯复合材料等,当热流密度达到100 W/cm^(2)以上时,模块最高温度降幅可达10℃。论文对Si-SiC混合功率模块的低感及低热阻封装进行研究,为充分发挥SiC材料的优势提供了有益的参考。

砷化镓混合功率放大技术在有线电视系统应用中的优势

早在30年前,砷化镓场效应管(GaAs FETs)就已经被提出来,最初是应用于军事微波,例如作为行波管固态替代品,在这些年里,砷化镓FETs在其价格、性能以及可靠性方面均有稳定持续的改善。在过去的10年里,从卫星接收机到蜂窝电话,再到先进的CATV机上接收机的诸多领域中,砷化镓FETs都投入了越来越多的商业应用。据1996年Data Quest调查。

基于多目标协调的混合储能功率自适应分配方法

混合储能具有良好的功率可控特性,在孤岛微网中常被用作功率缓冲器,补偿分布式电源和负荷多变的功率潮流.围绕储能的功率响应问题,本文设计了混合储能的功率控制方案,并提出了一种基于多目标协调的子单元功率自适应分配方法.首先基于对母线功率供求平衡关系的分析,设计了主从并联型储能功率控制方案.其次利用积分器的“时空调零”特性,实现了子单元的功率自主分配;基于此,考虑了不同荷电状态(SOC)下储能最大充放电功率的差异,设计了子单元的SOC分层管理和多目标功率协调策略.仿真结果表明,所提策略实现的功率分配效果满足子单元的功率响应特性;随着超级电容SOCscn偏移加深,所提策略对SOCscn的优化能力越强,初始SOCscn为97%时能提高10.10%的优化性能,这保障了超级电容作为电压源的功率输出能力;所提策略降低了超级电容常态下的蓄电池的输出深度,蓄电池的最大功率深度降低了46.70%,这提高了蓄电池的使用寿命.

局部阴影下基于GWO-P&O混合算法的光伏最大功率点跟踪

针对局部遮阴环境下传统灰狼优化(Gray wolf optimization,GWO)算法在跟踪最大功率点时P-U特性曲线出现多峰值、后期收敛速度慢、稳态精度低等问题,结合灰狼优化算法和扰动观察法(Perturbation and observation,P&O)各自的优势,提出了基于GWO-P&O的混合优化最大功率点跟踪(Maximum power point tracking,MPPT)算法。首先,采用灰狼优化算法逐渐向光伏的全局最大功率点靠近。其次,在灰狼优化算法收敛后期引入P&O法,既保持了灰狼优化算法较高的稳态精度,又能以较快速度寻找到局部最大功率点。最后,在不同环境工况下,将所提出的GWO-P&O方法与传统GWO算法进行对比。结果表明,改进的GWO-P&O算法在保证良好稳态性能的同时,一定程度上提高了GWO算法后期跟踪最大功率时的收敛速度。

电力电子变压器对交直流混合微网功率控制的研究

针对应用于交直流混合微网的电力电子变压器(PET),分析了并网和离网两种运行模式,并设计了相应的控制策略。并网模式下,控制PET输入接口使交直流混合微网等效为"阻性负载"或"电流源",同时控制交流和直流输出接口都等效为恒定的电压源。对于离网模式,提出了混合功率下垂控制,能根据接口处频率和电压信息,结合混合微网下垂特性得到微网间需交换的功率。搭建了交直流微网系统和电力电子变压器仿真模型,仿真结果表明,在分布式能源功率波动情况下,PET能准确快速地调节主网、交流微网和直流微网三者间功率的流动,实现交直流混合微网的稳定运行,验证了控制策略的可靠性。

1700V/1600A高性能SiC混合IGBT功率模块的研制

设计并封装了一款1 700 V/1 600 A Si C混合IGBT功率模块,对模块进行了常规电学特性测试,并与全Si功率模块进行了比较。由于Si C肖特基二极管优异的反向恢复特性,使得模块的开关性能得到明显提升,有效降低了模块的能量损耗。通过优化模块结构及栅极串联电阻,进一步降低了模块的开关损耗,使Si C混合模块比全Si IGBT模块具有更加优越的性能。

一种新型结构机电混合式功率控制器技术研究

分析了飞机270V高压直流电力系统中对高压开关的需求,介绍了一般的混合式功率控制器(EMPC)的结构并分析了它所存在的缺陷。提出了一种新的EMPC结构形式,该结构基于RCD+继电器的吸收网络,有效地吸收关断电压尖峰,又不会在开通瞬间造成短路,新的控制方案还解决了EMPC的开通带容性负载的问题。实验表明,新型的EMPC既具有无触点开关不产生电弧的性能,又具有机械接触器导通压降小的优点,对负载的适应能力强,适合于在飞机270V高压直流电力系统中使用。

基于零相位低通滤波器的混合储能平抑直驱风电机组功率波动控制策略的研究

研究基于零相位低通滤波器的混合储能平抑直驱风电机组功率波动控制策略。该控制策略控制全钒液流电池(VRB)补偿中频功率波动和超级电容(SC)快速地吸收高频功率波动,从而平滑风电功率和提高电能质量;同时实现直驱式风力发电系统根据电网调度指令在最大功率跟踪运行和限功率运行2种模式下运行及平滑切换。提出采用基于零相位低通滤波器风电功率分配算法,分析零相位低通滤波器参数对滤波效果的影响,并给出参数优化设计方法。零相位低通滤波器无相位滞后问题,可实时准确地检测风电功率中高、中和低频功率,减小各频段功率之间的偶合,从而取得更好的平抑功率波动效果和减小储能单元的容量。最后在Matlab/Simulink环境下建立系统仿真模型,仿真验证所提出的功率分配算法及控制策略的有效性。

大功率混合有源电力滤波器的智能控制策略

针对传统PI控制器的比例和积分控制参数是否取得最佳值能够对滤波器滤波性能产生较大的影响,提出了一种基于智能神经网络误差补偿(INNEC)及自适应模糊PI参数整定的大功率混合有源电力滤波器智能控制方法。其中,建立了新的模糊规则并利用模糊推理对PI控制器的比例系数、积分系数进行在线修改,实现PI参数的最佳调整;在经模糊整定后的PI控制器前串接一个智能神经网络误差补偿器来有效补偿负载谐波电流与逆变器实际输出电流之间的误差。仿真和实验结果验证了该控制方法的可行性和有效性,与传统PI控制方法比较,能有效提高系统的目标跟踪能力,滤波性能更好。

变电站谐波抑制与无功补偿的大功率混合型电力滤波器(英文)

阐述了一种用于高电压变电站谐波抑制与无功补偿的大功率混合型电力滤波器。该系统包括无源滤波器和有源滤波器两部分,其中有源电力滤波器能同时补偿大容量变电站的功率因素和电流谐波。文章提出了大功率混合型电力滤波器的一种配置,讨论了其工作原理,给出了无源滤波器的设计和有源滤波器的谐波电流注入分析。阐述了有源滤波器中基于DSP的数字控制器。最后,仿真结果和实际工程应用都证明这个系统有着良好的无功补偿和谐波滤波性能。

基于瞬时效率的功率分流式混合动力汽车最佳分离因子的确定

介绍一种基于系统瞬时效率优化的功率分流式混合动力汽车最佳分离因子的三重迭代确定方法。得到最佳分离因子与车速和需求功率的函数关系,并基于最佳分离因子开发出功率分流式混合动力汽车的瞬时最优控制算法。与基于发动机最优曲线控制算法相比,基于最佳分离因子的系统瞬时最优控制算法经济性有明显的提高。