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。

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。

电流型高频链AC-AC变换器

提出电流(Boost)型高频链AC-AC变换器电路结构与拓扑族,它是由输入滤波器、储能电感、输入周波变换器、高频变压器、输出周波变换器和输出滤波器依序级联构成。深入分析研究了这类变换器的原理特性与控制策略,提出并有效解决变换器启动时储能电感的磁饱和问题及高频变压器漏感引起的电压尖锋现象,给出这类变换器的仿真和原理试验。研究结果表明,这类变换器具有电路拓扑简洁、高频电气隔离、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。

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。

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。

高频链式矩阵变换器的最小功率回流控制

隔离型DC/AC矩阵变换器由于减少了变换器的中间级,具有较高的功率密度以及效率,但存在功率回流的现象,产生较高的电流应力,对开关管造成较大的冲击。为了尽可能地减小功率回流,针对相移角φ和调制因数m的参数设置就显得尤为重要。对隔离型DC/AC矩阵变换器的调制方法和传输功率进行了分析,给出变换器相应的公式。在保证输出功率的前提下,使得功率回流达到最小,通过公式推导,建立变量φ和m之间关系,从而得出最优值。仿真给出了三种方案下的电压电流波形,以及畸变率分析。最后,搭建了一台300 W的样机,通过合理的选择变量φ和m,方案3的最高效率达到91.67%,实验结果验证了理论分析的可行性与正确性。

矩阵式AC/DC变换器研究

对三相/三相矩阵变换器进行变换,得到一种衍生的AC/DC变换器拓扑。采用电流型空间矢量调制策略,推导出在该调制策略下的输出电压的表达式。通过在拓扑中加入一个谐振电感和隔直电容,使得双向开关器件可以实现软开关换流,并详细分析了换流过程。将控制算法建立在以电源电压矢量定向的dq同步旋转坐标系中,改变调制矢量实现功率因数调节。仿真结果验证了理论和控制方案的正确性和可行性。

高频链矩阵整流器的研究综述

高频链矩阵整流器通过三相?单相AC/AC矩阵变换器与高频链结合并经由单相整流电路组合而成,自提出以来已获得长足发展。首先介绍了几种典型的高频链矩阵整流器拓扑结构,并重点分析比较了其高频调制策略,其中双极性电流空间矢量调制策略显示了较佳的综合性能。随后从控制方法和换流策略2个角度,系统回顾了高频链矩阵整流器的研究现状,并指出亟待解决的关键性问题。最后对其应用前景进行了展望,所述内容可为高频链矩阵整流器的研究提供一定的理论基础与技术参考。

推挽式单级电流源高频链逆变拓扑研究

提出了一种新型的适用于低压输入的实现隔离DC/AC变换的结构拓扑——推挽式单级推挽电流源高频链逆变电路拓扑,介绍了它的工作原理,给出了参数设计及器件选择准则。研制的48VDC输入220V/50Hz输出500VA的实验样机证明了该电路的可行性,并表明了该电路具有结构简洁、可靠性高、电气性能优及效率较高的特点,是低压输入逆变器的一种理想拓扑。

高频环节电力电子变换技术的发展与现状

系统地论述了高频环节DC/AC变换技术、高频环节AC/DC变换技术和高频环节AC/AC变换技术的发展与现状,给出了电路结构、拓扑实例、控制策略与特点。用高频变压器替代低频环节电力电子变换器中的工频变压器,有效克服了低频环节电力电子变换器存在的体积与重量大、变压器铜铁用量大、音频噪音大、成本高等缺陷,以及非隔离型电力电子变换器存在的输出与输入无隔离、电压传输比小、电磁干扰(EMI)严重、用电安全性弱等缺陷,显著提高了变流器特性。随着铜、铁原材料和能源的日益紧张及其价格的急剧增长,高频环节电力电子变换技术越来越展现出其独特优势,在电力、通讯、航空等传统领域和新能源发电、智能电网等新兴领域均具有重要的应用价值。

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。

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。

面向三相四线制不平衡负荷补偿的高频链接型D-STATCOM

针对三相四线制系统中非线性、冲击性及不平衡负荷带来的不对称、电压波动和闪变等电能质量问题,提出了一种高频链接型D-STATCOM,用于三相四线制系统的不平衡负荷及无功补偿。分析了D-STATCOM主回路结构特点和工作原理,将其分为并网H桥、高频DC/DC隔离和公共直流母线电容三级结构,并网H桥负责各相的无功补偿,高频DC/DC变换器和公共直流母线电容构成有功交换通道,用于实现不平衡负荷补偿,针对主电路结构特点提出了分相模块化分层控制策略,以简化电路控制,并介绍了各级电路的控制方法。在所建立的仿真模型上进行了多种工况仿真,仿真结果验证了所提出的D-STATCOM电路结构和控制策略的有效性。

PFC高频整流器控制原理与控制策略的研究

通过对PFC高频整流器相量关系的详细分析 ,推导出了调制信号的调制深度与移相角之间的解耦方法 ,并在此基础上提出了一种解耦控制策略 ,最后给出了仿真分析和实验结果。

一种单级三相高频隔离AC／DC变换器分析

1引言 在我国，长期以来，采煤矿井内的照明，基本上都是大量地使用127V的照明电源以及综合保护装置。并且，目前矿业部门选用的井下照明器材仍然以传统电源为主，即是将工频变压器、组合开关以及综合保护装置组合在一起，安装在一个隔离的防爆外壳中，为煤矿井下使用的设备供电。随着矿井内开采作业面的规模日益增大，巷道与综合采掘工作面的加长和扩大，井下供电的电压需要提高。

Boost型高频环节AC-AC变换器研究

首次提出了Boost型高频链AC-AC变换器电路结构与拓扑族,它是由输入滤波器、储能电感、输入周波变换器、高频变压器、输出周波变换器和输出滤波器依序级联构成。深入分析研究了这类变换器的原理特性与控制策略,提出并有效地解决了变换器启动时储能电感的磁饱和问题以及高频变压器漏感引起的电压尖锋现象,给出了这类变换器的原理试验。研究结果表明,这类变换器具有电路拓扑简洁、高频电气隔离、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。

2MHz/1kW超高频感应加热电源

以第五代功率MOSFET为开关元件 ,以高速PWM控制器为核心 ,采用E类双管DC/AC谐振式变换器 ,研制出了 2MHz/ 1kW超高频感应加热电源。对逆变器主电路、控制电路、驱动电路等问题进行了研究 ,并给出了试验结果。

新能力MD22010高频开关充电模块

充电模块是提供电池所需电压输出的AC／DC智能高频开关变换器，其输出连接在电池母线上，基本功能是输出稳定的直流电源。