一种电压钳位型零电压开关推挽式高频环节DC/AC变换器

提出了一种电压钳位零电压开关(zero voltage switch,ZVS)型推挽式高频环节DC/AC变换器,首先给出了所提出高频环节DC/AC变换器的推衍过程,针对所推衍出的拓扑结构给出了其开关控制策略。重点叙述了其稳态工作原理,并采用状态空间法建立了变换器的输入输出平均模型,然后分析了该变换器的主要特性。通过对比分析发现,所提出的DC/AC变换器与移相全桥式DC/AC变换器具有相类似的特性,变压器原边功率管S_1、S_2很容易实现ZVS开通,功率管S_3在漏感能量足够的条件下实现ZVS开通,且其两端电压可被钳位于输入电压,变压器副边的周波变换器则很容易实现ZVS换流。此外,相比传统推挽式DC/AC变换器,所提出变换器解决了其硬开关、损耗大的问题。最后,设计了一台功率为500VA,输入输出为48VDC/110V 50Hz AC原理样机,实验结果验证了所提出变换器的工作原理及理论分析的正确性,变换器效率可达91.5%以上。

电流源高频交流环节AC/AC变换器研究

提出了基于反激Flyback变换器的电流源高频交流环节AC/AC变换器电路结构与拓扑族。该电路结构由输入周波变换器、高频储能式变压器、输出周波变换器以及输入、输出周波变换器构成,能够将一种不稳定畸变的交流电变换成同频率稳定的正弦交流电压;该电路拓扑族包括单四象限功率开关式、推挽式、半桥式、全桥式等四种电路。以单四象限功率开关式电路拓扑为例,分析研究了这类变换器工作模式、稳态原理与电压瞬时值反馈控制策略,给出了变换器的外特性曲线、关键电路参数设计准则。原理试验结果证实了这类变换器新概念的正确性与先进性。

双极性移相控制电压源高频交流环节AC/AC变换器研究

提出了一类双极性移相控制电压源高频交流环节AC/AC变换器,以半桥全波式电路拓扑为例,深入研究了这类变换器的稳态工作原理,获得了变换器功率器件实现软开关的设计准则。借助输出周波变换器换流重叠、输入电网电压极性选择和输出滤波电感电流极性选择,实现了变压 器漏感能量和输出滤波电感电流的自然换流,解决了周波变换器固有的电压过冲和环流问题,实现了输入周波变换器功率器件的ZVS开关和输出周波变换器功率器件的ZCS开关,为获得新型正弦交流稳压器和电子变压器奠定了关键技术基础。仿真与原理试验结果均证实了这类变换器的正确性与先进性。

单极性移相控制电压源高频交流环节AC/AC变换器研究

该文首次提出并深入研究了基于正激Forward变换器 的单极性移相控制电压源高频交流环节AC/AC变换器。这类变换器由输入周波变换器、高频变压器、输出周波变换器、以及输入、输出滤波器构成。输入周波变换器将输入不稳定劣质的交流电压调制成双极性三态的高频交流电压,输出周波变换器将此高频交流电压解调成单极性三态SPWM波,经输出滤波后得到稳定优质的正弦交流电压。通过输入周波变换器右桥臂相对左桥臂的移相,让输出周波变换器功率开关在输入周波变换器输出的高频交流电压为零期间进行换流,并借助输出周波变换器换流重叠和输入电压极性选择,从而实现了变压器漏感能量和输出滤波电感电流的自然换流、输出周波变换器的ZVS开关。详细分析了这类交换器在1个高频开关周期内的12个工作模式及其等效电路,获得了变换器外特性曲线与关键电路参数设计准则。原理试验结果证实了这类交换器新概念,为实现新型电子变压器、正弦交流稳压器和交流调压器奠定了基础。

基于双管反激变换器的全桥式高频交流环节AC/AC变换器研究

提出了以双管反激变换器为基础的全桥式高频交流环节AC/AC变换器拓扑。该拓扑由输入周波变换器、高频储能式变压器、输出周波变换器以及输入、输出滤波器构成，能够将不稳定劣质的交流电变换成同频率稳定的优质正弦交流电压。分析研究了这种变换器的工作模式、稳态原理特性与电压瞬时值反馈控制策略，给出了变换器的外特性曲线以及变换器内阻对外特性的影响、关键电路参数设计准则。理论分析与原理试验表明，这种变换器具有高频电气隔离、电路拓扑简洁、两级功率变换(LFAC/HFAC／LFAC)、双向功率流、网侧功率因数较高、负载适应能力强、音频噪音小、负载短路时可靠性高、适合于高压输入小功率变换场合等特点。

电压源高频交流环节AC/AC变换器原理研究

首次提出了电压源高频交流环节AC/AC变换器电路拓扑族 ,这类电路拓扑由输入周波变换器、高频变压器、输出周波变换器构成。分析研究了这类变换器稳态原理与移相控制策略 ,绘出了变换器的外特性曲线。这类变换器具有电路拓扑简洁、两级功率变换 (LFAC/HFAC/LFAC)、双向功率流、高频电气隔离、网侧电流波形可得到改善、负载适应能力强等优点。PSPICE仿真波形充分证实了这类变换器的正确性和先进性。

全桥升压型高频环节AC/AC变换器

首次提出了全桥升压型高频环节AC/AC变换器电路拓扑,它是由储能电感、输入周波变换器、高频变压器、输出周波变换器以及输入、输出滤波器构成。深入分析研究了这种变换器的稳态原理与移相控制策略,获得了输出电压、储能电感电流、高频变压器匝比、储能电感、输出滤波电容等关键电路参数的设计准则。理论分析结果表明,这种变换器具有高频电气隔离、电路拓扑简洁、两级功率变换(LFAC-HFAC-LFAC)、双向功率流、变换效率高、网侧功率因数高、负载适应能力强、负载短路时可靠性高等优点,为优良性能的正弦交流稳压器、调压器、电力电子变压器和同频波形变换器奠定了关键技术基础。原理实验结果证实了这种变换器的可行性。

两种高频交流环节AC/AC变换器比较研究

新颖的高频交流环节AC/AC变换器,包括基于Forward变换器的电压源型和基于Flyback变换器的电流源型两种。首次对两种高频交流环节AC/AC变换器的电路结构与拓扑、控制策略、原理特性、关键电路参数设计准则、原理样机等进行了深入的比较研究,获得了重要研究结论。相对于电压源型,电流源型变换器具有电路拓扑更简洁、输入电压范围更宽、输出波形质量更高、可靠性更高、成本更低、变换效率略低和适用于小功率变换场合等特点。两种高频交流环节AC/AC变换器的比较研究,为实现新型电子变压器、正弦交流稳压器和交流调压器提供了关键的技术依据。

两种移相控制全桥式高频环节AC/AC变换器比较研究

新颖的全桥式高频环节AC/AC变换器,由输入周波变换器、高频变压器、输出周波变换器以及输入、输出滤波器构成,包括全桥全波式和全桥桥式拓扑。对双极性、单极性移相控制全桥式高频环节AC/AC变换器的控制策略、原理特性、关键电路参数设计准则和原理试验等进行了深入的比较研究,获得了重要研究结论。相对于双极性移相控制AC/AC变换器,单极性移相控制AC/AC变换器获得了更优的综合性能。移相控制全桥式高频环节AC/AC变换器,为实现新型的、中大容量的正弦交流稳压器、电子变压器和交流调压器奠定了关键技术基础。

电压源高频交流环节AC/AC变换器原理研究

首次提出了电压源高频交流环节AC/AC变换器电路拓扑族,这类电路拓扑由输入周波变换器、高频变压器、输出周波变换器构成。分析研究了这类变换器稳态原理与移相控制策略,绘出了变换器的外特性曲线,这类变换器具有电路拓扑简洁、两级功率变换(LFAC/HFAC/LFAC)、双向功率流、高频电气隔离、网侧电流波形可得到改善、负载适应能力强等优点。

高频链DC/AC变换器有源钳位调制方法研究

基于高频链DC/AC变换器的全桥有源钳位电路可以有效解决电路中的过压和震荡问题,全桥有源钳位电路一般采用单项正弦波脉宽同步调制方式(SPWM),但该方法对驱动电路要求较高,其在脉宽较窄时,易发生脉冲丢失。针对该问题,采用了一种移相同步调制策略,钳位电路开关管的驱动均为50%的方波信号,并可以实现主电路ZVS软开关。分析了钳位电路移相同步调制策略及主电路软开关原理,仿真和实验验证了所用方法的正确性。

反激式高频环节AC-AC变换器并联技术研究

针对反激式高频环节AC-AC变换器输出容量小的特点,提出并研究了这类变换器多模块主从式并联控制策略。并联控制外环采用输出电压瞬时值反馈,内环取各模块的副边电感电流平均值作为均流控制变量,从而去控制各从变换器的工作,使各从变换器副边电流与主变换器一致,达到并联均流的目的。文中给出了两个变换器模块并联实例,并对其进行了稳态和动态仿真。仿真结果表明,这类并联变换器具有良好的负载适应能力和电压调整能力,均流程度好,稳压性较好,动态响应速度快等优点,为这类变换器在大容量场合的应用奠定了关键技术基础。

E类高频谐振式DC/AC变换器

以高频功率放大电路为基础 ,提出了一种超高频感应加热电源E类DC/AC变换器 ,使交流输出的频率达到 2MHz以上。对逆变器工作原理和特性进行了分析 ,并给出仿真和实验结果。

单级高频隔离型三相双向AC/DC变换器研究综述

单级高频隔离型三相双向AC/DC变换器以单级式的结构可实现高频电气隔离、单位功率因数控制、双向电能传输和升降压变换,在微电网母线电压变换、储能装置功率变换等场合均具有重要的应用。文章基于电路拓扑、调制策略2个方面详述变换器的研究现状,分析各类拓扑和调制方法的工作原理和应用特点,总结拓扑结构机理和衍生方法,归纳考虑变压器伏秒平衡的空间矢量调制策略步骤。最后,从新型半导体器件的应用、软开关的实现和可靠性的提高3个方面对变换器的未来发展趋势进行展望。

低压直流高频隔离AC/DC变换器寿命评估

AC/DC变换器是联系交流配电系统与直流用电系统的重要纽带,实现交直流配用电的功率交换,其寿命对末端连续可靠用电起主导作用。基于物理失效的方法,多方面地综合考虑了变换器的任务剖面、环境温度和承受的电热应力,量化地评估低压直流高频隔离AC/DC变换器的寿命。解析了变换器可靠性机理,探明了其薄弱环节,并分析了冗余配置对变换器寿命的影响。最后,算例分析表明,无冗余配置时VIENNA整流器中二极管D1是高频隔离AC/DC变换器的最薄弱位置;配置1个冗余AC/DC模块变换器的寿命能提高2.35倍,此时薄弱环节转移为高频隔离DC/DC变换器输出侧直流支撑电容。

高频交流环节AC/AC变频变换系统基准正弦电路研究

首次提出并深入分析研究了一类全数字化技术、与电网电压n倍频或n分频信号同步的基准正弦电路,并给出了关键电路参数设计准则与试验结果,试验结果与理论分析一致。该基准正弦电路具有输出正弦电压与电网电压n倍频或n分频信号同步、THD小、幅值可调且不受电网电压波动的影响、简单实用、价格低廉等优点,在高频交流环节AC/AC变频变换系统和UPS中具有重要应用价值。

新颖的双向功率流高频环节DC/AC逆变器

提出了一类新颖的双向功率流高频环节DC/AC逆变器电路拓扑 ,对这类电路拓扑及其控制原理作了详细分析 。

单级式隔离型三相双向AC/DC变换器及其SVPWM调制策略

为了同时实现升降压AC/DC变换和高功率因数控制,提出一种单级式隔离型三相双向AC/DC变换器及其改进型空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)策略。该拓扑具有功率因数高、升降压输出、高频电气隔离以及电能双向流动的优点,适合作为380 V直流微网与电网之间的接口变换器。它与传统的三相电压型脉宽调制整流器相比,不需要外加工频变压器或者DC/DC降压变换环节,具有功率密度更高、成本更低的优点。给出变换器的推导过程以及工作原理,提出基于该拓扑的SVPWM调制策略,并分析变换器的直通问题。最后,在实验室研制一台由DSP TMS320F2812控制的3 kW原理样机,实验结果验证了所提出的拓扑及其SVPWM算法的可行性。

高频交流环节AC/AC同频变换系统基准正弦电路研究

介绍并分析研究了一种采用数字化技术的、与电网电压同步的基准正弦电路 ,给出了关键电路参数设计准则。试验结果与理论分析一致。该基准电路具有输出正弦电压与电网电压同步、THD小、幅值可调且不受电网电压波动的影响、简单实用、价格低廉等优点 ,在高频交流环节AC/AC变换系统、不间断电源系统UPS中具有重要应用价值。

全桥全桥式高频脉冲交流环节DC/AC逆变器的研究

提出了一种新颖的全桥全桥式ＳＰＷＰＭ高频脉冲交流环节逆变器电路拓扑。对电路及其控制原理 作了详细分析，仿真与试验结果表明这类电路拓扑的可行性。该电路具有拓扑结构简单、双向功率 流、功率器件电压应力低、负载适应性强、易于控制、易于实现等优点。