基于Delta算子的谐振控制器实现高频链逆变器波形控制

针对交流系统瞬态反馈时PI控制不能够实现无静差输出,本文提出了一种基于Delta算子的比例谐振控制器的新型数字实现方法,并利用博德图深入讨论了谐振控制各参数对系统性能的影响。与基于移位算子q的z变换数字实现方法相比,在快速采样情形下离散模型更能趋近于连续模型,避免了z变换引起的数值不稳定等问题,保证了标准的正弦输出。为了获得高性能的动态特性,本文构建了比例谐振控制电压外环和比例控制电流内环的双闭环数字控制,进行了详细的理论分析和数学推导。仿真与实验结果证明了理论分析的可行性,实现了良好的波形控制效果。

三电平Boost型高频链逆变器损耗分析与优化

为提高列车辅助变流器可靠性、效率和功率密度,提出一种取消直流滤波环节的三相整流型高频链逆变器拓扑结构,通过采用三电平Boost变换器有效降低了整流电压峰值,并协调考虑损耗因素与全运行周期线路电压,确定了电压增益的优化取值空间,进而提出输入电压前馈补偿控制策略。进一步分析六脉波解调混合调制策略下系统的不同工作模式,提出一种有源箝位零电流软开关实现方法,并在全输入电压范围和全负载范围内对整个辅助变流器进行损耗分析,证明了该方法在效率提升方面的优势。最后仿真和实验进一步验证了理论分析的正确性。

单相高频链逆变器的解结耦单极性移相调制及其死区优化

单相高频链逆变拓扑由高频变压器、一次侧高频逆变器、二次侧矩阵/周波变换器和输出滤波器构成,既有隔离型功率变换及能量双向流动的优点,也有双向开关换流控制难度高的缺点。针对此拓扑提出一种解结耦单极性移相调制策略,能够无需借助辅助电路与功率管的重叠换流技术,即可实现周波变换器中所有功率管的零电压开关(ZVS)自然换流及滤波电感无过电压冲击自然续流。在此基础上,研究了一种优化死区设置方法,有效地改善了单极性移相调制策略存在的输出电压过零点邻域畸变问题,弥补了死区效应所导致的输入电压利用率低以及输出电压谐波含量大的缺点。理论分析、仿真及实验验证了所提解结耦单极性移相调制策略及优化死区设置方法的可行性和有效性。

串联谐振高频链逆变电源数学模型分析

首先从串联谐振高频链逆变电源的工作原理及相应的控制策略出发,得到各谐振模式下的状态方程;通过整合谐振模式控制信号、象限判断信号及谐振电流极性判别信号,得到所有谐振模式统一的状态方程;利用谐振槽等效的方法,进一步简化系统的数学模型,得到逆变器的降阶状态方程;在此基础上,文章利用Matlab软件分析和比较了原逆变电源和降阶等效系统的在随机控制信号及阶跃信号下的响应,验证了等效模型的正确性;同时还将基于降阶系统构建的控制器应用于实验样机,其优良的负载突变响应也验证了等效模型的正确性。

三相四桥臂电压源高频链逆变器

三相四桥臂高频链逆变器直流输入和交流输出之间采用高频变压器隔离变换,具有体积小、重量轻的优点;同时它还可以给三相不平衡负载供电。研究了一种单向全桥逆变电路,电路由DC/DC和DC/AC两部分构成,功率由直流侧向交流侧单向流动。通过同步控制,可以实现DC/DC部分的功率管的软开关工作方式。通过空间矢量控制方法,可以提高直流母线电压利用率。采用全数字化控制电路构建了一台1KW样机,给出了样机的参数。文章最后给出了实验结果。

电压型高频链逆变器的全数字化双极性双调制波控制策略

对于电压型高频链逆变器的控制,本文提出一种全数字化双极性双调制波的控制策略,主变压器传递为恒占空比为0．5的交流方波,变压器磁心利用率高。以全桥-全波拓扑为例, 阐述了其工作原理,应用该策略可以在任意负载功率因数下实现原边高频逆变桥开关管件的ZVS 开关,周波变换器开关管的ZCS开通和ZVZSC关断。进行了Saber仿真并制作了300VA原理样机。仿真和实验结果表明,该控制策略可以实现所有开关器件的软开关,周波变换器换流时无换流过冲,实现了自然换流。该控制策略为大容量电压型高频链逆变器的实用化奠定基础。

高频链逆变器的全数字化混合SPWPM控制策略研究

对于高频链逆变器的控制,本文提出一种全数字化混合式正弦脉冲脉位调制(HSPWPM)控制策略,主变压器传递高频SPWPM波,根据输出电压和电流的极性对周波变换器的驱动逻辑进行分段控制,周波变换器的驱动脉冲为低频和高频调制的混合,推导了要满足电感电流磁通连续条件。介绍了该方法的工作原理,用Saber进行了仿真并制作了全桥-全波拓扑结构的300VA原理样机,仿真结果和实验验证了所提出方法的可行性,为进一步提高高频链逆变器的变换效率提供了一种新的方法。

采用平衡绕组的半桥电流源高频链逆变器

提出了半桥双向电流源高频链逆变器的拓扑结构 ,并对电路固有的电容电压不平衡问题提出了解决方法 。

高频链逆变技术发展综述

对高频链逆变技术进行了归纳分类,并分析了各自电路拓扑的特点。

全桥电流源高频链逆变器

全桥电流源高频链逆变器基于Ｆｌｙｂａｃｋ变换器，由全桥高逆变器、高频变压器和调波变换器三部分组成。其高频变压器不仅能实现电了事离和电压增益的调整功能，而且还能存储能量。该逆变器解决了电压源高频链逆变器固有的电压过冲冲问题，降低了周波变换器的开关损耗，简化了高频变压器的结构，减低了逆变器的开关电压应力。本文介绍了其拓扑结构，工作原理、控制方案和简要的设计。

单相分离式SPWM控制高频链逆变器的研究

本文提出了一种单极性SPWM控制的高频链逆变电路拓扑结构 ,并给出了其相应的控制方案。初级双正激变换器的作用是将直流输入电压斩波成两组SPWM电压脉冲序列 ,并实现高频链隔离。分离式SPWM控制方案的采用 ,保证了主电路在调制度大于 0 5时仍能正常工作。次级电路是由四只整流二极管、两只主开关管及两个续流和能量回馈支路组成的。续流和能量回馈支路的存在解决了高频链逆变器存在的固有电压过冲问题。由于次级主开关管是对电压脉冲进行开关 ,自然实现了软开关。实验结果表明该方案是简洁可行的。

软开关推挽式高频链逆变器

提出一种新颖的单级式推挽高频链逆变器拓扑,变压器初级侧采用电源端串接一个开关管的三管推挽结构,次级侧采用双绕组全波式周波变换器结构。该类逆变器具有拓扑简洁、初次级开关管均可在宽输出电流区间范围内实现零电压开通、变换效率高等优点。电路采用正弦脉宽脉位调制策略,变压器初级侧辅助开关管的工作频率是另外2个开关管的2倍,除去死区时间,辅管的驱动信号逻辑上是另外2个开关管驱动信号的与非关系。详细分析了各工作模态,讨论了次级占空比丢失、软开关实现条件及特殊变压器设计的关键电路参数设计准则等。最后,制作了一台输入40~60 V DC、输出110V AC、额定功率660 W的原理样机,实验波形及较高的变换效率验证了所提拓扑的正确性。

高频链逆变电源的设计

首先简要地介绍了逆变电源采用高频链逆变技术的优势,然后具体针对1000VA高频链逆变电源进行了主电路和控制方案的设计,并对设计中可能出现的问题进行了考虑,最后给出了相应的仿真波形和实验波形,证明了该逆变电源具有良好的性能。

全桥高频链逆变器的移相SPWM技术

介绍了一种新颖的用于全桥高频链逆变器的移相SPWM软开关技术 ,并用TMS32 0F2 4 0DSP芯片设计实现。该技术结合了传统的移相ZVT PWM软开关技术和SPWM技术的优点 ,实验结果证明了其正确性和有效性。

基于TMS320F2812的高频链逆变器控制系统

采用全桥双向电流源高频链逆变器的拓扑结构,并对此逆变系统进行了研究和设计。该逆变器以TI公司生产的TMS320F2812芯片为控制核心,详细介绍了DSP外围调理电路的硬件设计方案及软件实现方式,在采用电压瞬时值反馈的单闭环控制方式的基础上使逆变器实现了能量的双向流通。整个电路的控制由一片TMS320F2812芯片完成,实现了电源的全数字化控制。最后制作了容量为250VA的实验样机,实验结果验证了该逆变器及其控制方式的可行性和有效性。

基于SPWPM的移相全桥高频链逆变器研究

分析了一种单极性移相全桥桥式高频链逆变器的主电路拓扑和工作原理,阐述了正弦脉宽脉位调制(SPWPM)技术的实现原理,对移相SPWPM软开关的原理和特点进行了讨论,给出了利用TMS320F240 DSP芯片产生SPWPM控制信号的方法。最后通过仿真和实验验证了SPWPM技术的正确性和可行性。

单相高频链逆变器的一种控制方法

针对高频链逆变器正弦脉宽脉位调制(SPWPM)中周波变换器开关工作在高频时开关损耗较大的缺点,研究了一种新的周波变换器的控制方法。在功率因数接近1的应用场合,周波变换器开关只需要工作在输出电压频率,可有效减小变换器的开关损耗。基于单相推挽型高频链逆变器拓扑详细分析了相应的控制及其调制方法。结合这种周波变换器控制,研究了电压外环准比例谐振(PR)控制电感电流内环比例控制的双闭环控制策略。通过仿真和试验,证明了控制方案的可行性和有效性。

叠加型方波差频式高频链逆变器的调压方法

针对方波电压差频式移相合成逆变器难以调压的问题,首先计算了负载输出电压基波幅值;然后提出了步进固定脉宽的移相升压策略和控制副逆变器输出实现次级绕组中脉冲抵消的降压控制策略,并计算出各变量与负载输出电压的关系;最后利用设计的参数进行了仿真和实验.仿真及实验结果与理论计算值一致,验证了本文所提方法的正确性和可行性.

差频式高频链逆变器控制信号的设计

针对差频式高频链逆变器的同步解调信号不易拾取的技术问题,根据差频式高频链逆变器控制信号特点,提出了差频式高频链逆变器控制信号设计方案,然后给出了差频式高频链逆变器控制信号实现方法,最后进行了实验.实验结果表明,该方案可以实现任意频率原始控制信号,一体化生成同步解调信号,准确捕获同步解调信号,并且各路控制信号频率稳定、频率切换时无振荡,验证了该方案的正确性和可行性,在工程上具有一定的应用价值.

串联谐振电流源高频链正弦波逆变器的工作原理和控制方法

提出一种新型的串联谐振电流源模式隔离的高频链正弦波逆变器拓扑结构,详细介绍了其工作原理。结合该逆变器的控制难点,采用适于该逆变器拓扑运行特色的控制策略及四象限逻辑组合方式,并给出了谐振槽的参数确定方法。在48V直流输入、220V/50Hz交流输出的1kW实验样机上进行实验,实验结果验证了该逆变器控制方案及实施方法的正确性。同时通过周波变换器结构的变形,构成了各具特色的拓扑簇。