基于3525驱动板的推挽式非隔离型变压器DC-DC升压设计

设计了一种非隔离型推挽式变压器DC-DC升压方式,给出了推挽式升压主要电路模块参数的设计方法,其中包括尖峰吸收电路、MOS管外围电路、变压器以及整流桥。通过3525驱动板实现变压器输出电压非隔离反馈调节与MOS管驱动。通过设计发现在推挽式升压中:RC尖峰吸收电路,RC参数值与电路寄生电容电感、MOS管结电容以及电路整体谐振有关,并当电阻值固定时,电容越大尖峰吸收效果越好;MOS管需用NPN型,并考虑输入信号的阻抗平衡以及NMOS的安全与性能;变压器设计中需注意磁通不平衡和磁饱和引起的变压器短路,磁通不平衡可通过调节MOS管驱动信号使MOS管导通时间基本一致实现,磁饱和可通过对磁心开气隙使磁心磁饱和强度增加的方式进行调节;整流桥设计要点是考虑能量转化效率以及器件耐电压耐电流的值。通过3525驱动板的1、2以及9引脚和电阻电容实现非隔离电压采集,成本更低,并设计简单,稳定性强。

一种高增益非隔离型耦合电感Boost变换器

这里提出一种高增益非隔离型耦合电感Boost变换器。该变换器利用耦合电感匝数比可调的特性,使占空比拥有更宽余度的同时实现较高的电压增益。此外,采用无源箝位结构,回收漏感能量,抑制开关管的电压尖峰,从而选取低导通电阻的开关器件,提高变换器的效率。在连续导通模式(CCM)下,详细分析了所提变换器的工作原理和稳态特性。为了验证所提变换器的可行性,搭建了一台输入电压20 V,输出电压200 V,功率100 W的实验样机,测得其最大效率和满载效率分别为95.4%和94.2%。

非隔离型三相三电平光伏逆变器的共模电流抑制

针对非隔离型三相三电平光伏逆变器的共模电流问题,在分析三电平共模等效模型的基础上,采用改进型LCL滤波器,将滤波电容公共点接回到直流侧中性点,滤除寄生电容电压的高频分量,使共模电流大幅衰减。改进型LCL滤波器改变了三电平直流侧中点不平衡的机理,传统中点平衡算法,如分配因子法不再适用,为此,对分配因子法进行修正,提出广义的分配因子法,使中点电位得到有效地控制。实验证明了理论分析和算法的正确性。

采用开关电容的非隔离型高升压比直流变换器

由于光伏、燃料电池一般输出电压较低,而母线电压较高,如果需要并网发电,前级的直流升压变换器要有很高的电压传输比,以实现高效地电能变换。基于基本直流变换器和开关电容变换器各自的优势,提出一种新的组合方式,推导出一系列的高升压比直流变换器拓扑,其基本思路为:在开关管关断期间,利用电感释放的能量,为多个开关电容进行并联充电,同时用脉宽调制(pulse width modulation,PWM)技术控制各电容的电压;开关管导通时,再将各电容串联起来,为负载供电,以提高变换器的升压比。分析各变换器的工作原理,并计算出各变换器的电压传输比。最后给出采用开关电容的高升压比变换器的详细设计过程以及实验波形,验证理论分析的正确性。

一种新型非隔离型高增益DC-DC变换器

在不间断电源、新能源发电等应用场合中,高增益DC/DC变换器得到了广泛应用。基于两相传统交错并联Boost变换器,提出了一种新型非隔离型高增益DC/DC变换器。所提变换器具有低输入电流纹波、两相电感电流自动均流、开关和二极管电压应力低、升压能力高等特点,适用于输入输出电压比大且无需电气隔离的应用场合。本文首先对所提电路的工作原理进行了具体分析,然后理论推导其主要性能特点,最后通过一台功率为400W的实验样机验证了前述分析的正确性。

基于独立分裂电容的非隔离型中性点箝位逆变器漏电流抑制

为了解决非隔离型中性点箝位(neutral-point-clamped,NPC)三电平并网逆变器的漏电流问题,该文提出一种拓扑结构与调制相结合的漏电流抑制综合方案,该方案在抑制桥臂电流低频震荡、减小连接线电流和抑制漏电流方面可达到综合效果最优,同时又能控制直流母线中点电位平衡。首先,针对拓扑结构提出一种独立分裂电容(independentsplitting capacitor,ISC)结构的改进方法,该方法是一种折中处理方法,在减小漏电流的同时可以显著减小连接线电流,从传递函数的角度分析独立分裂电容值对漏电流和连接线电流的影响,并给出独立分裂电容值的理论计算公式。其次,在调制策略上采用一种基于LMZVM&LMSVM的矢量混合调制,通过减小共模电压变化率来进一步减小漏电流,并实现直流母线中点电位平衡控制。最后,通过仿真和实验对提出的ISC?LMZVM&LMSVM漏电流抑制综合方案进行验证,结果表明了该方法在漏电流抑制、减小桥臂电流低频振荡和连接线电流方面的有效性。

无差拍控制的非隔离型并网逆变器漏电流分析

为实现逆变系统高质量并网电流的输出,漏电流的消除对非隔离型光伏并网逆变器至关重要。分析了非隔离型单相并网逆变器漏电流的产生机理和流通回路,并基于无差拍电流控制原理,说明漏电流对逆变电流以及MPPT的影响。提出了一种基于无差拍电流控制的单相光伏并网逆变器漏电流补偿方法,并在Matlab/Simulink环境下进行仿真。通过仿真结果和实验测得值相比较表明,通过对逆变器占空比的补偿,可以有效地消除漏电流对逆变电流的影响,从而避免功率跟踪中出现误判或者找不到最大功率点的情况,实现逆变电流高质量输出和最大功率的正确跟踪。

新型非隔离型三相三电平光伏并网逆变器及其漏电流抑制研究

在二极管中点钳位型逆变器(NPC)的基础上,提出一种新型非隔离型三相三电平光伏并网逆变器,并对其工作特性和漏电流特性进行研究。与NPC逆变器相比,新型逆变器的拓扑仅由十二个开关管和两个直流侧母线电容组成,比NPC逆变器少用了六个功率二极管,拓扑结构得到了简化。为抑制其漏电流,在分析共模电压和开关状态关系的基础上,改进了传统两电平载波调制方案,提出一种新型单载波调制方案。分别通过并网仿真、并网实验和感性实验,验证了所提出拓扑的可行性与新型单载波调制策略的有效性。

基于非隔离型Weinberg变换器的放电调节单元分析与应用

文章以高压、大功率的载人航天器电源控制系统放电调节单元为应用背景,分析了非隔离型Weinberg变换器的拓扑特点、工作模态及小信号模型,对采用稳压环和限流环并联控制的环路进行建模、稳定性分析及验证测试。结果表明,基于非隔离型Weinberg变换器的放电调节单元具有良好的电能转换特性,能满足载人航天器电源新型应用的要求。

基于非隔离型Weinberg变换器多模块并联系统的建模与控制环路设计

针对卫星电源对于均流精度及电路可靠性要求高的特点,本文提出了改进型峰值电流控制策略,即在传统峰值电流控制的基础上增加了平均电流控制,以提高均流精度和电路可靠性.本文以非隔离型Weinberg变换器的三模块并联系统为例,根据参数指标的要求,进行系统小信号建模及控制环路设计.最后制作1 200 W实验样机,验证控制环路设计的合理性及改进型峰值电流控制方案的优越性.该控制策略适用于对均流精度及集成度要求很高的系统级场合.

非隔离型六开关光伏并网逆变器

针对传统非隔离无变压器光伏并网逆变器存在漏电流而影响系统安全稳定运行的问题,提出了一种新型非隔离型六开关(H6)拓扑的光伏并网逆变器.新型H6拓扑在两桥壁之间增加了一条连接线,且删除了两个连接二极管,控制策略采用了直接电流控制的脉宽调制技术.该拓扑在一个电网周期内具有六种工作模式,整个工作过程中具有恒定的共模电压.基于上述理论分析,在M atlab/Simulink环境中建立了仿真模型,并搭建了实验样机.结果表明:所提出的非隔离H6型光伏并网逆变器具有较好的漏电流抑制效果,且能够为电网提供一定的无功支撑.

DSP控制的3kW非隔离型并网逆变器研究

提出了一种基于DSP控制的非隔离型并网逆变器的实现方案。介绍了该并网逆变器结构及原理,给出了基于DSP控制的硬件和软件的总体设计,实现了基于电压扰动观察与控制的最大功率点跟踪(MPPT)和无差拍控制的并网控制策略,并测试了其孤岛保护,完成了3 kW的实验样机及相关实验,对实验波形的分析证明了该控制策略和方案的有效性。

新型非隔离型升压变换器

基于非隔离型变换器与开关电容所具有的强大优势,提出了一种全新的非隔离型DC/DC高增益变换器。并且对此类变换器的主要构造及工作方式进行了进一步的剖析。同时还计算出了该变换器的主要电压传输比以及器件的基本电压应力。运用MATLAB/Simulink对电路进行仿真,搭建出实验电路,仿真和实验共同验证了该变换器的可行性。

六开关非隔离型双降压光伏并网逆变器共模漏电流抑制研究

共模漏电流的抑制是非隔离型光伏并网逆变器需要解决的关键问题。双降压逆变器克服了传统桥式逆变器上下桥臂的直通问题,能够避免驱动信号死区引入的低次谐波。提出一种六开关非隔离型双降压并网逆变器拓扑,分析了其电路工作原理,并给出了其相应的半周期控制策略,使共模电压保持恒定,有效抑制了系统共模漏电流。最后通过仿真验证了所提逆变器电路结构和对共模漏电流分析的正确性。

适用于海上风电场直流互联的双极性输出非隔离型自耦直流变换器

多端直流输电与直流电网是解决新能源并网的一项重基金项目:国家自然科学基金项目(61374155);上海市自然科学基金项目(18ZR1418400)。Project Supported by National Natural Science Foundation of China(61374155);The Nature Science Foundation of Shanghai(18ZR1418400).要技术手段,不同直流电压等级间互联离不开各种类型的直流变换器。针对近海、远海全直流海上风电场,新能源直流源内部复杂性致使难以直接实现对称双极性直流输出;此外,海上换流站建设成本高,传统的非隔离型直流变换器含有较大的工频变压器,占地面积大。为了满足单极直流传输线与双极直流传输线间的互联,同时考虑到变换器的体积与成本,提出了一种不含隔离变压器双极性输出的直流变换器拓扑,并提出了与之相配合的调制与控制方法。该直流变换器拓扑与其他双极性输出直流变换器相比,不需要使用工频变压器,体积、成本降低;没有交直流变换过程,效率较高;开关频率低,损耗小;子模块可增减,有较好的冗余度与容错性。基于Matlab/Simulink对提出的拓扑进行仿真验证,通过搭建实验平台,验证了拓扑及控制方式的可行性。

单相两级式非隔离型光伏并网逆变器的研制

基于非隔离型光伏并网逆变器的原理与控制策略,文中给出了3KW单相两级光伏并网逆变器的主电路的硬件设计方法与整个系统的仿真分析,并基于该设计方法研制了并网逆变器的样机,实测结果证明该并网逆变器工作正常,达到了预期目的。

一种新型共地拓扑的单相非隔离型准Z源光伏并网逆变器研究

准Z源逆变器可以实现升压功能,允许同桥臂上下开关管直通,提高了逆变器的可靠性,但准Z源逆变器存在共模电流,为解决准Z源逆变器的共模电流问题,提出了一种新型共地拓扑的单相非隔离型准Z源光伏并网逆变器。分析了传统准Z源逆变器产生共模电流的原因,改进了准Z源逆变器的逆变拓扑结构,引入虚拟直流母线,通过将光伏阵列和电网的负端共地,旁路由光伏杂散电容构成的共模电流回路,有效解决了单相非隔离型准Z源逆变器的共模电流问题,并介绍了单相非隔离型准Z源逆变器的工作模式,改进了新拓扑的PWM控制策略,最后通过仿真验证了该逆变器的可行性。

非隔离型防电流反灌技术在宇航领域中的研究与应用

同步整流模式控制的Buck变换器虽然提高了系统的工作效率,但是也带来了电流反灌现象,这种情况严重影响航天器二次电源系统的效率、寿命、安全性和可靠性。针对这一问题,该文设计并实现基于Buck电路的防电流反灌电路,该电路通过逐周期检测低端Mos管关断后,高端Mos管开通前这一死区时间内低端Mos管Vds电压的高低电平状态,来判断电路处于何种工作模式,进而控制低端Mos管的驱动电压,实现当电路处于强制电流连续模式(FCCM,Forced Current Continuous Mode)时,关断低端Mos管驱动的控制逻辑功能。仿真和实验结果表明,加入该防电流反灌电路后,可有效防止电流反灌现象,提高电路的可靠性和稳定性。

非隔离型光伏并网逆变器孤岛检测方法研究

传统的非隔离型光伏并网逆变器孤岛检测方法存在应用局限性强、性能不稳定的缺陷。针对这种现象,提出基于频率移动理论的非隔离型光伏并网逆变器孤岛检测方法。所提方法研究了孤岛效应的产生原因及其检测规范,构建出孤岛检测模型。模型使用基于频率移动理论的孤岛检测电路,对逆变器的电压、频率信号进行采集和主动干扰,获取到存在孤岛效应的逆变器,并随即调用模型断路芯片掐断逆变器输出,避免孤岛效应扩散。实验结果表明,所提方法拥有较强的孤岛检测能力和稳定性,可对现今无法检测到的孤岛效应盲区加以补充。

非隔离型Boost变换器拓扑结构综述

非隔离型Boost变换器常用于不需要电气隔离的直流升压场合,随着应用领域的拓宽,对变换器性能要求越来越高,国内外研究学者提出了多种提高Boost变换器性能的拓扑结构。现分析了现有文献中普遍采用的多种不同升压技术的Boost变换器拓扑结构,包括级联结构、交错并联结构等,系统分析了各种拓扑结构的工作原理,对电压增益和开关器件电压应力进行对比,总结了各种拓扑结构的优缺点,指出了新型Boost变换器采用拓扑复合型结构的发展趋势,为研究和使用非隔离型Boost变换器提供一定的参考。