准谐振软开关SiC模块化PCS,为全球绿色能源注入航微力量

6月13日上午,航微能源“全球首创准谐振软开关SiC模块化PCS”发布会于上海SNEC展会现场举行,并于全网直播同步分享。航微能源总工程师韩鹤光主持讲解本次新品搭载的核心技术微能源AEMEMMRA 204特储SPECALSTORAGE微储MRCRO-STORAE端储TERMINALSTORAGE和差异化竞争力,发布会期间吸引了业内专家、储能从业人员及多家行业媒体的关注,现场反响热烈,引发众多讨论交流。

多包络线谐振软开关逆变器控制策略

为了满足光伏微型逆变器高功率密度、高性能、低总谐波畸变率(total harmonic distortion,THD)的要求,文中基于临界电流模式提出一种多包络线谐振软开关逆变器控制策略,通过进行开关管的分时控制达到平衡电感电流上升下降时间的目的,从而缓解过零点畸变。随后,详细介绍多包络线谐振软开关逆变器控制策略的工作模态,并从软开关、开关频率、开关管损耗与逆变效率、过零点畸变程度等方面与传统临界电流模式进行对比分析。为验证控制策略的有效性,文中基于PSIM搭建了500 W谐振软开关单相全桥逆变器进行开环仿真验证。仿真结果表明,与传统的单极性临界电流模式相比,多包络线临界电流模式可以有效优化过零点问题,能够滤除谐波、降低THD,并且实现零电流开关(zero current switch,ZCS)和全部开关管的零电压开关(zero voltage switch,ZVS)。

新型LCL谐振软开关弧焊逆变电源主电路数学建模

介绍了新型LCL谐振软开关逆变弧焊电源主电路与基本LCL型的区别 ,建立了新型LCL谐振逆变弧焊电源主电路稳态数学模型 ,并运用了Matlab进行了数值求解 ,将数学模型的计算结果与试验结果做对比 ,从而验证了数学模型的正确性。这种弧焊电源不仅具有串联谐振在整个负载范围内效率高的特点 ,而且拓宽了软开关的范围 ,解决了占空比丢失的问题。

飞轮储能系统双向准谐振软开关DC-DC变换器的研究

飞轮储能因其具有高效、节能、清洁等诸多优点,是未来重要的储能电源形式之一。虽然已有部分飞轮储能系统产品问市,但是大功率飞轮储能系统仍然处于研究之中。本文介绍了一个开发中的应用于大功率飞轮储能系统的双向准谐振软开关DC-DC变换器,有效实现了开关管的零电压开通和零电压关断。其突出的优点在于,结构精简及较低的开关损耗,在确保飞轮储能系统快速充放电的基础上,降低了整套系统的电磁干扰(EMI)水平。

移相控制谐振软开关逆变弧焊电源控制系统的研究

首先利用控制理论对改进LCL型移相控制谐振电源系统进行分析,推导出系统各环节的传递函数;其次,对系统的准确性予以分析得出该控制系统能够跟踪阶跃信号,而对于斜坡信号系统存在稳态误差;讨论了电压扰动、电流扰动对输出的影响。对电压扰动为斜坡信号时存在的稳态误差,采取加入G5S校正环节的方法予以解决;对电流扰动为斜坡信号时存在的稳态误差,通过减小T,增大K2和K3的方法,使电流扰动产生的稳态误差少;最后,利用Matlab软件对控制系统进行分析计算。该控制系统稳定程度很好,动态过渡过程较好。

谐振软开关技术及其在逆变电源中的应用

为了获得更高的性能指标、更高的效率、更高的功率密度，软开关技术已经在DC／AC逆变器中得到了广泛的应用。然而，在这一领域中所做的大量工作并没有得到广泛的认识，撰写本文的目的在于尝试着对软开关技术的DC／AC电路进行一个简单的分类，并对其工作原理、性能、设计上的局限性及其优缺点进行扼要的分析。也重点讨论了谐振软开关技术在逆变电源中的应用。

高频谐振软开关的高压充电电源设计研究

为了实现高压充电电源充电速率高、充电精度高、充电效率高且具有更强的抗强电磁干扰能力,研制了一台基于高频谐振软开关的高压充电电源。该电源可预置输出电压0~20 kV,输出功率大于20 kW,充电时间小于100 s,充电精度优于8‰,充电重复精度优于5‰。从装置技术要求出发,介绍了基于高频谐振软开关的高压充电电源的主电路组成及实现,并对主电路参数、耐压及充电情况进行了实验研究。实验表明该充电装置达到了设计目标,为高压充电装置设计研究提供实践依据。

轨道交通辅助电源谐振软开关变换器优化设计

针对国内轨道交通120 kW辅助电源系统输入DC 1 000~2 000 V,输出DC 700 V的实际应用需求,相比于传统的半桥零电流隔离型DC/DC拓扑结构,此设计采用基于1 700 V IGBT的双机Boost和LLC两级串入并出(ISOP)的主电路拓扑结构。单机Boost升压电路调节输入电压至恒定直流母线电压。LLC电路工作于固定谐振频率点作为直流隔离变压器(DCX),获得全功率范围最优的软开关性能和最小电力半导体器件应力,进一步给出详细的闭环控制系统的设计参数。最后实验验证了此设计方案的正确性。

一种新颖的三电平软开关谐振型DC/DC变换器

该文提出一种新颖的三电平LLC串联电流谐振型DC/DC变换器。每个主开关电压应力是输入电压的一半,并且全范围实现ZVS而不用附加任何电路。整流二极管工作在ZCS状态。该变换器通过二次谐振的手段使得以较小的频率变化范围就可以实现较大的输入输出调节范围。整个变换器只需一颗磁元件。该变换器在高压端输入时效率较高,应用在要求有保持时间的电源产品上特别有利。文中通过一个500V-700V输入,54V/10A输出的样机验证了它的工作原理和特点。该样机在额定条件下效率达到94.7％。

软开关谐振过程稳定性分析与PWM控制波形优化

在移相控制全桥功率变换器的软开关谐振过程解耦分析基础上,针对电源启动和焊接电弧负载频繁剧烈的动态变化过程,提出了一种"1-2-1"的余弦模式PWM控制波形.根据数字信号处理(DSP)的数字化脉冲宽度调制(PWM)生成原理,设计实现了基于"1-2-1"余弦模式的移相PWM控制波形,并进行了控制效果的试验验证.结果表明,采用此模式对全桥功率变换器进行移相PWM控制,不仅可以满足电源输出特性对PWM控制有效占空比的要求,而且可以保证超前臂并联谐振网络和变压器原边串联谐振网络的软开关谐振过程的动态稳定性,保持功率器件在电源启动和负载动态变化过程中的软开关状态.

轴快流CO_2激光器谐振式软开关电源

采用新型谐振式软开关技术,成功地研制出激励高功率轴快流CO2激光器的零电流谐振式软开关电源。该电源工作在25 kHz的开关频率下,主电路采用半桥式谐振变换方式,电源处于软开关工作方式,IGBT功率管为零电流开通和关断。该电源输出电流5～120 mA连续可调,功率管低损耗工作,无需镇流电阻,实现了6支CO2激光放电管的并联起辉和稳定工作。

运用软开关及谐振技术的电流谐波补偿与建模采样分析研究及发展

论文分析和讨论了电力电子技术、非线性与智能控制和信号处理等基础理论的谐振软开关和网侧电流谐波补偿智能整流关键技术的研究与发展,抑制电子装置谐波污染的途径有对电网实施谐波补偿,以及对电力电子装置自身进行改进,也包括无功补偿和有功补偿等方面;讨论了一种DC/DC开关变流器仿真方法。其物理概念清楚、可用波德(Bode)图设计校正环节,因此该方法对变换器的优化分析和设计具有一定影响。

ARCP软开关谐振电感的优化研究

介绍一种辅助谐振变换极(Auxiliary Resonant Commutated Pole,简称ARCP)软开关电路,分析了其工作原理和工作过程。以应用于某大功率装置主功率模块系统中的ARCP软开关电路为研究对象,指出该电路只能对某一个固定电流点实现完全谐振,而对于实际电路不能实现全程谐振。针对这一缺陷,在分析过谐振和欠谐振产生原因的基础上,提出一种优化谐振电感方法,该方法能有效扩大谐振范围,实现软开关。实验结果证明了该方法的正确性和实用性。

谐振开关电容DC/DC变换器拓扑研究综述

开关电容变换器(switchedcapacitorconverter,SCC)具有效率高、体积小、重量轻等优点,适用于数据中心、电动汽车等对效率和功率密度要求较高的场合。文章归纳出一个谐振开关电容基本单元,基于此,对现有谐振开关电容变换器的拓扑结构和软开关工作原理进行分析,并概括为串并联、多级模块化、多电平及级联等4种组成类型。文章总结移相、调频、占空比分配等调压方法,指出通过移相或改变开关频率,使变换器工作在零电压开关(zerovoltage switching,ZVS),可以实现电压连续调节;占空比重新分配,改变开关状态,可以实现电压断续调节。针对无源器件参数差异造成的开关管电压振荡问题,给出耦合电感去除法和电感共用法等解决方案,可省去相应的电压箝位电路。将用于实现高增益和多电平的开关电容单元应用于谐振SCC,并对其进行改进,可提升其电压变换比,便于电路参数选择,提高稳定性。最后,对典型谐振SCC进行性能对比,并提炼现存共性问题,供读者参考。

软开关弧焊电源的设计及参数选择(II)

在介绍新型LCL(混合谐振结构)谐振软开关弧焊逆变电源主电路原理的基础上,对这种弧焊电源进行了设计,并对电路中主要参数予以了确定。其内容包括并联电感Lp及变压器初级电容Cp的计算、变压器变比及其最大占空比的确定。根据设计的电源参数,对研制的焊接电源进行试验。试验表明,该电源能够较好地实现软开关。从而证明该设计是合理的、有效的。

软开关弧焊电源的设计及参数选择(I)

根据新型LCL谐振软开关弧焊逆变电源主电路原理,对这种弧焊电源进行了设计,并对电路中主要参数予以了确定。其内容包括:逆变电源输出电流Io及空载电压的计算、串联谐振电感Ls、电容Cs的参数选择、IGBT缓冲电容的参数选择。根据设计的电源参数,对研制的焊接电源进行试验。试验表明,该电源能够较好地实现软开关。从而证明该设计是合理的、有效的。

能量注入式谐振型开关电源的研制

针对传统高频开关电源存在开关损耗大、易产生噪声污染等问题,提出了一种新型的能量注入式谐振型开关电源拓扑,这种新型开关电源主要应用了能量注入谐振技术,实现了开关管ZCS软开关工作模式,减小了开关损耗;同时,由于取消了大容量的滤波环节,电源的体积和成本都得到了相应减小。首先给出了电源的拓扑结构,并详细阐述了电源的工作原理,建立了相应的数学模型,完成了控制系统的设计,最后通过仿真验证了该电源的拓扑的可行性。

谐振型软开关在无刷直流电机驱动器中的PSpice仿真

传统无刷直流电机的驱动逆变器一般工作在硬开关状态下,导致产生了较大的开关损耗,降低了电机的整体效率。介绍了一种用于大功率大电流无刷直流电机控制系统中结构简单、控制方便的软开关逆变器方案,通过PSpice仿真软件,建立数学模型对整个系统进行仿真实验。给出了仿真结果,验证了该方案的合理性和可行性,为实现软开关无刷直流电机驱动系统的高效、安全、可靠运行提供了一定的理论依据。

一种新型双管正激软开关DC/DC变换器研究

讨论了一种新型双管正激软开关DC/DC变换电路拓扑。由于它采用了新颖的双管正激软开关技术,在不使用辅助开关管的情况下,实现了开关管的零电压开通和关断,并成功研制出48V/10A的实用小功率DC/DC通信电源模块。该电路结构简单,成本低,工作频率高,效率高,因此具有较高的实用价值。

一种软开关无桥Boost-PFC电路的分析和设计

提出了一种新颖的软开关无桥Boost-PFC电路,它可省去传统功率因数校正(PFC)电路中的整流桥,导通器件少,并因引入了无损谐振网络,开关管实现了软开关,且电路效率高,适用于大功率场合。这里分析了电路的工作原理,给出了参数设计过程。试验结果表明,其效率高于传统的PFC电路。