电流馈电全桥拓扑结构的多路直流源设计

以提高多路稳压电源精度、集成度,降低电压纹波为目的,设计了一种基于电流馈电全桥拓扑结构的多路稳压源。电源采用隔离型DC/DC结构,共有5路输出,DC/AC部分采用BUCK电路+全桥拓扑的两级结构;AC/DC部分将5路变压器初级侧级联,各路经过整流滤波得到需要的多路稳流源输出。设计了电源的结构、DC/AC的核心电路,通过搭建电源平均模型,验证BUCK电流馈电全桥拓扑电路关键参数的正确性。仿真结果表明,所设计的多路直流源具有集成度高,电压纹波小,输出电流连续可调的优点。

宽范围输入电流馈电DC/DC变换器研究

随着直流配电网的进一步升级,储能电池、燃料电池、光伏发电等设备对较宽输入电压和负载范围的需求日益明显,现有研究已经克服了传统电流馈电隔离变换器的主要缺点并同时适用于宽输入电压范围和宽负载范围应用,但在实际的电力电子设计和实现中,这些研究并未充分利用器件特性,造成变压器、电容器等关键器件利用率较低。基于此提出一种电流馈电双电感谐振型全桥DC/DC隔离变换器。变换器可工作在D<0.5的情况下,使其适用于宽输入电压范围的应用。考虑到电力设备利用率、变压器利用率、感应能需求和直流电容器利用率等主要重要因素,进行参数优化设计。基于3.6 kW实验平台验证该拓扑的可行性,并证明电流馈电双电感谐振全桥DC/DC隔离变换器能够用于宽输入电压范围的场景。

一种电流馈电式半桥拓扑的研究

介绍了一种电流馈电式半桥电路拓扑结构。该拓扑不仅能实现灯负载的独立操作,还具有可靠性高、安全的隔离输出、成本相对低廉等优点,可以应用于荧光灯电子镇流器的研发领域。为了在电子整流器的研发中使用该拓扑,掌握拓扑的工作过程尤为重要。选取了经典的T8 32 W的4灯并联负载为例,对该主电路在稳态时的工作状态进行了仿真,并搭建了实验平台对仿真结果进行了验证。仿真及实验得到了关键元件的瞬时电压电流波形是一致的,并在此基础上结合示意图详细阐述了主电路的工作过程。

基于电流馈入型半桥变换器光伏阵列MPPT仿真

针对目前光伏阵列前级DC/DC变换器效率低的问题,采用了一种基于电流馈入型半桥变换器的电导增量法的方案,通过运用电流馈入型半桥变换器实现电气隔离和零电流,同时可以实现较大的电压增益并且实时追踪太阳能光伏的最大功率点。利用Matlab/Simulink仿真软件,建立了光伏阵列的仿真模型,并根据仿真结果验证了所建模型的正确性;分析了最大功率跟踪(MPPT)实现的方法即选用电导增量法来实现,并搭建了MPPT模型;建立了基于电流馈入型半桥变换器的MPPT仿真模型,并对其在标准条件及外界温度、光照变化时做了详细的仿真,根据仿真结果可以验证电流馈入型半桥可以高效率的实现对最大功率的跟踪控制。

电流馈电式半桥荧光灯镇流器的建模及设计

针对电流馈电式半桥荧光灯电子镇流器的产品设计过程无理论可循、仅仅依靠工程经验试凑参数的问题,探讨了镇流器稳态运行时影响灯管寿命的关键因素,基于等效分析法和相量法建立了拓扑的等效模型并推导了相关公式,提出了电路中关键元件参数的理论计算方法。在不改变电路拓扑的情况下,通过优化设计电路参数,可在保证系统原有性能的基础上进一步减小灯电流的波峰系数(crest factor,CF),通过仿真及实验验证了所建模型及理论计算的准确性,最后通过对比说明经建模后得出的新参数使得灯电流的CF低于原设计,从而有效缓解灯电流对灯管寿命的影响,提高了系统的可靠性。

一种多输出电流馈电推挽变换器的电流反馈控制方法

本文提出了一种应用于多输出BUCK电流馈电推挽变换器的电流反馈控制方法.该控制方法等效于可变权系数的加权电压控制方法,其通过将反馈变量采样点由输出支路转移至变压器原边输入端并利用电感电流加以补偿从而实现对各支路输出电压的均衡调节.这一控制方法在简化反馈环节的同时改善了各支路输出电压的负载调整特性.分析过程考虑了主要的传导损失.仿真与实验结果证明了该控制方法的有效性.

基于电流馈电推挽式变换拓扑的变换器电源设计

以提高变换器电源的效率和可靠性为目标,设计了基于电流馈电推挽式变换拓扑的变换器电源。为使变换器电源具备开关管以零电压开关方式通断、开关频率恒定等理想特性,采用电压型推挽全桥逆变器,设计属于电流馈电推挽式变换拓扑结构的变换器电源装置主回路。选择DSSK60-015A全波整流二极管作为变换器电源主回路硬件;通过反馈控制电路调控电压波动时控制端流变化;根据变压器电感、匝数、线径等特性设计变压器绕制结构,完成变换器电源变压过程;设计保护电路,保证电源可靠工作。实验结果表明,所设计的变换器电源的输出电压、电流误差范围均在2%内,开关管实现了零压开通,变换器电源功率因数均保持在0.96以上,且效率高达95%。

基于电流馈电拓扑的车载直流变换装置研制

分析了电压馈电推挽全桥电路和电流馈电推挽全桥电路的特点,设计了一种基于电流馈电拓扑的车载高频隔离开关稳压电源。该电源以电流型控制芯片KA3846为控制核心,采用双闭环的控制方法,设计了PWM发生电路、驱动电路、保护电路以及双闭环控制电路,而且系统具有软启动、封锁输出脉冲、过流等保护功能。系统测试结果表明,该电源结构简单、工作可靠、成本低。

一种电流馈电交错正激的两级式DC/DC变换器

针对28 V直流机载供电系统中电源宽范围输入的特点,提出一种Buck+电流馈电交错正激的两级拓扑结构。着重分析了电流馈电交错正激的工作过程,解决了宽范围输入DC/DC变换器高效率转换和系统稳定的问题。样机电路测试结果验证了所提线路结构的可行性。

开关电流电路中电流馈入效应的研究

对开关电流（ＳＩ）电路中的电流馈入效应进行了详细的理论分析，得到了ＳＩ镜中误差电压和误差电流的表达式，进行了计算机仿真和实验研究。并以提出的ＳＩ镜电路模型为基块，对ＳＩ通用积分器进行了相应的误差分析。所得结果对于设计高精度低功耗ＳＩ电路有应用价值。

半桥电流馈入型LLC变换器的补偿电路设计

由于半桥电流馈入型LLC谐振变换器的工作过程相当复杂,很难建立准确的小信号模型,也无法设计相应的补偿电路。基于Saber仿真软件,利用时域仿真的方法获得电路的波特图,即可进行补偿电路的设计。制作了一款适用于单板光伏电池逆变器用半桥电流馈入型LLC变换器,通过仿真和实验,验证了补偿环节和设计方法的正确性。

一种实现电流馈电全桥软开通的方法

在Buck电流馈电全桥拓扑的研究基础上,提出了一种实现全桥软开通的方法,即在电流馈线上接入一个电感,该电感是馈线上高频电流滤波网络的重要组成部分。详细分析了该拓扑软开关的工作过程,并给出了满足软开关条件的关键参数设计方法。将该拓扑用于一台直流输入电压为400V,母线电流为5.6A/100kHz样机上,其结果验证了它的正确性。

两级式电流馈电推挽变换器的设计

与传统的两级式电压馈电推挽变换器相比,两级式电流馈电推挽变换器省去了前级降压式变换电路(BUCK)的输出电容和后级推挽的输出电感,因而在低压大电流多路输出的应用场合具有较大优势。文章介绍了该变换器的工作原理和主要参数设计,并进行了实验验证。实验表明:该变换器具有输入电压范围宽、开关管电压应力小的优点。

一种多模式电流馈LCL谐振变换器

提出一种多模式的电流馈LCL谐振变换器。该变换器仅需要在传统全桥式电流馈变换器的主变压器原边增加一个并联谐振电容Cr。利用反激变压器的原边电感L_r和主变压器的漏感Lk,与Cr构成LCL谐振腔。电感Lr在Boost,LCL和Flyback这3种电路模态中被复用,由3种模态又构成了高、中、低3种电压增益模式。变换器采用定频脉宽调制(pulse width modulation,PWM),同时保留了软开关的优点,适用于宽输出电压范围的场合。文中首先介绍变换器的拓扑结构,详细分析变换器工作过程。其次采用时域分析法推导出电压增益公式,分析电压增益特性。描述3种电压增益的设计方法,给出在控制器中的切换和设计原则。最后搭建一台55~120V输出,额定输出电压100V,额定功率300W的实验样机,实验结果验证了所提变换器的可行性及理论分析的正确性。

基于电流馈电型开关电容的多重模块化直流变压器及其优化调制策略

针对中压直流电网中不同中压直流母线的连接问题,文章提出了一种基于电流馈电型开关电容的输入串联输出串联多重模块化直流变压器(current-fed switched-capacitor-based input-series-output-series multiple modular DCtransformer,CFSC-DCT)拓扑结构。相比于传统的基于双主动全桥的多重模块化直流变压器,CFSC-DCT在拓扑上具有关键的在线冗余设计与直流故障隔离功能,从而提高了中压直流电网的运行可靠性;同时,为了优化其高频链环节的电流应力,一种双重高频链电压幅值匹配调制策略被应用于所提出的CFSC-DCT。仿真结果表明,在该调制策略下,CFSC-DCT的高频链电压始终处于匹配状态,避免了传统方波调制下的直流端电压不匹配现象,优化了其高频链电流应力,提高了直流变压器自身及中压直流电网的平均运行效率与经济效益。

基于馈线和电流的专用轨回流牵引供电系统接地故障保护

对于专用轨回流牵引供电系统,负极回流轨对地具有良好的绝缘特性,极大地限制了正极接地故障所产生的短路电流。由于负极母线电位下降、接地电阻较大等原因,现有的正极接地保护在实际应用中暴露出选择性差、灵敏度低等问题。本文通过对专用轨回流牵引供电系统短路电流以及负荷电流的潮流分析,提出以供电区间馈线和电流作为正极接地故障判断的特征量,并设计基于该故障特征量的保护方案,基于MATLAB/Simulink仿真系统,验证了该保护方案的有效性。

混合直流系统中直流侧故障暂态电流的解析表达与故障特性的研究

由基于线性换流器高压直流输电系统(LCC-HVDC)和基于电压源换流器高压直流输电系统(VSC-HVDC)共同构成的混合直流输电系统,其故障特性与传统直流输电系统不同。针对此问题,对混合直流输电系统中直流侧故障暂态电流特性进行了研究。首先建立了送端电网采用LCC型换流站、受端电网采用VSC型换流站的两端混合直流输电系统,利用拉普拉斯变换定理推导了直流侧故障时的等效电路,解析了LCC侧和VSC侧直流故障电流简易表达式。其次,在简易表达式的基础上,充分考虑送端LCC侧换流站的触发角动态变化过程和受端VSC侧换流站交流电流的馈入,进一步解析了两侧精确的故障电流表达式。然后,从故障电流幅值、谐波等方面对比分析了三种高压直流系统中直流侧故障电流的变化特征。最后,通过MATLAB/Simulink仿真验证了所提故障电流解析表达式的正确性。

计及不同电压跌落和GSC馈出电流的DFIG精细化故障计算模型

当含双馈感应发电机(DFIG)的交流电网发生故障时,DFIG输出特性的精确性将影响到整个故障网络计算结果的准确性。首先,从DFIG的不同电压跌落出发,详细推导了撬棒保护投入、转子侧变流器(RSC)励磁控制和外环控制下DFIG定子侧输出电流的计算公式。接着,考虑网侧变流器(GSC)的馈出电流,推导了GSC和RSC在不同控制策略下DFIG的输出电流表达式,进而提出了计及不同电压跌落和GSC馈出电流的DFIG精细化故障计算模型。最后,在MATLAB/Simulink平台中进行了DFIG并入无穷大系统和典型电网仿真来验证该精细化模型的准确性。仿真结果表明,所提精细化模型理论计算值与仿真值误差较小;与现有模型相比,该模型在应用于电网故障计算时具有更高的准确性。

考虑LVRT的风电场馈线短路电流特性与保护整定计算

现行风电场汇集线路电流保护存在灵敏性高而选择性不足的问题,与风电并网的低电压穿越(low voltage ride through,LVRT)控制不匹配。论文首先推导了撬棒投入期间双馈风机的短路电流计算公式,阐明了考虑LVRT的双馈风机的短路电流特性。然后利用IEC60909标准等效电源法推导了风电机组故障、馈线故障和馈线外部故障三类故障下的馈线短路电流计算公式,得到馈线短路电流与故障点位置、接入电网强度、公共连接点电压跌落程度等因素的关系,给出了馈线短路电流随着故障点位置、接入电网强度变化的曲线。基于上述理论分析最终提出了一种与LVRT配合的馈线电流保护整定方案,并根据模型仿真结果进行了整定计算实例分析。

架空线路准实时电压—电流型馈线自动化实现策略

通过分析架空线路馈线自动化实施难点,从实用化角度出发,提出了一种适用于架空线路的准实时电压—电流型馈线自动化实现策略。该策略采用检测电流信号识别馈路故障,避免了利用电压信号检测故障过程中时延配合和残压而带来的故障定位的不可靠性;利用电压型开关交流操作机制提高了户外开关运行和操作的可靠性;基于通用分组无线电业务/码分多址(GPRS/CDMA)无线通信,实现了配电网通信网络的灵活组建和准实时故障信号传输。