单级单相无电解电容Buck-Boost逆变器

该文给出一种无电解电容的单级单相Buck-Boost逆变器。该逆变器可以灵活地实现升降压以适应宽输入范围的直流侧电压;仅用一个工作于正负半周的低值直流储能电感而无需电解电容和大电感,开关器件和无源器件数目少,因而降低了成本和体积,提高了可靠性、使用寿命和功率密度;通过改变储能电感电流方向实现极性反转,控制方式十分简洁,非常适用于中小功率光伏系统。该文详述了Buck-Boost逆变器的工作原理、升降压能力及调制策略,并在此基础上,完成该逆变器升降压、扰动以及并网控制的仿真和实验,结果良好且与理论分析相契合。

单级三相谐波电流注入可升降压AC/DC变换器

为适应电动车充电电压宽范围变化需求,本文针对传统充电桩前级整流器拓扑开展研究,提出一种新式单级三相AC/DC变换器。该变换器集成了三相桥式不控整流电路与Cuk模块,为降低输入侧电流谐波分量,选用双向开关管构建谐波电流回馈通路,整体构造成单级式拓扑结构。文章阐述了变换器的电路结构及工作模态,通过建立变换器的等效模型推导出电压增益。变换器通过简单的控制逻辑即可实现正弦输入电流并拥有高功率因数。最后通过搭建变换器数字控制实验平台验证了所提变换器的可行性。

Create an International Environment for the Peaceful and Steady Development to Boost the Sound Development of Human Rights on the International Stage——An Address at the Opening Ceremony of the 7th Beijing Forum on Human Rights, Spet. 17, 2014

Since its initiation in 2008, the Beijing Forum on Human Rights has been bent on promoting our mutual understanding and expanding our common grounds. It has carried out very fruitful exchanges and researches around many important questions concerning human rights development, and hence attained great achievements. It has played avery constructive role in promoting exchanges about and cooperation in human rights between China and other countries, becoming an important and influential platform for international dialogs over human rights.

基于水锤防护的多级增压泵站两阶段关阀策略优化研究

多级增压泵站常用于山地村镇供水,在长距离多级增压供水管道上下游发生事故停泵时,易导致管道内流速突变及压强大幅波动,进而形成水锤。为减轻水锤对长距离多级增压供水系统的破坏,以各级泵站两阶段关阀程序参数(快关时间、慢关时间、快关角度)为决策变量,以最大水锤压力为优化目标,构建了两阶段关阀优化模型,并使用遗传算法(GA)求解两阶段关阀最优策略。以华东某山地村镇供水管网为算例进行验证。结果表明,该模型提供的各级增压泵站两阶段关阀程序方案具有良好适用性,且调节两阶段关阀程序策略可以有效降低水锤对供水系统的影响,从而大大提高此类供水管网的安全性。

基于SPWM调制的双Boost单级DC/AC电路研究

介绍了双Boost DC/AC单级正弦波逆变电路结构,并分析了其工作原理。描述了在采用SPWM调制技术时该逆变电路各个功率开关触发信号的逻辑配合关系,应用PSPICE软件对其进行仿真,列出了仿真参数,给出了电容电压和负载电压、以及调制给定电压和逆变器输出电压的仿真结果。同时,构建了相应的实验电路,给出了主要的技术参数,测取了多种电流和电压的相关波形。实践研究表明,基于SPWM调制的双Boost变换电路可以实现50kHz高频功率变换下的单级升压工频逆变输出。

半周控制双Buck-Boost单级逆变器

本文提出了一种新颖的双Buck-Boost单级逆变器。单级式逆变器相比传统的两级式逆变器,拓扑结构大大简化,减小了体积重量,降低了损耗,在中小功率场合中的应用具有明显的优势。同时传统单级逆变器不能直接实现升压逆变,在输入母线电压较低时必须增加前级升压电路。针对以上情况,本文通过将两个Buck-Boost电路采用输入串联、输出并联的方式组合,得到一种新型的双Buck-Boost逆变器,并采用半周工作方式使其正常可靠工作,可实现单级直接升压逆变。文中对该电路的工作原理和控制策略进行了详细的分析。仿真和实验验证了新型电路的可行性。该电路在输入母线电压低于输出电压的宽电压范围内均能正常逆变,并取得了较好的波形质量和较高的变换效率。

基于单极倍频SPWM调制的单相Buck-Boost集成式升压逆变器研究

为满足低输入电压逆变场合的要求,提出了一种单相Buck-Boost集成式升压逆变器。其通过复用电压型全桥逆变器下管的体二极管以及上开关管,将两个Buck-Boost变换器和全桥逆变器集成在一起,与其他单级式升压逆变器相比,具有功率器件少、结构简单、集成度高等优点。另外,其采用传统的单极倍频SPWM调制,仅通过调节调制比(M<1)就能同时实现升压和逆变,因此控制非常方便,且输出电压/电流的总谐波失真均较低。首先介绍了该逆变器的拓扑演化过程;然后分析了直流升压电感电流连续和断续两种模式下的工作原理,并结合伏秒平衡和积分变换理论,推导出电压增益、功率管电应力等稳态特性和升压电感设计准则;最后通过一台250W/10k Hz的样机进行了仿真和实验验证。

准单级隔离Buck-Boost型多输入逆变器

提出一类准单级隔离Buck-Boost型多输入逆变器电路结构与拓扑族,及具有不同供电模式平滑无缝切换的主从功率分配能量管理正弦脉宽调制(SPWM)控制策略,并对这类多输入逆变器的电路结构与拓扑、稳态原理特性、多输入源占空比之间的关系、能量管理控制策略和关键电路参数设计准则等进行深入的理论分析,并获得重要结论。该电路结构是由带多输入选择开关串联电路的双向隔离Buck-Boost直流变换器和极性反转逆变桥级联构成,包括单管式等4个拓扑。该主从功率分配能量管理SPWM控制策略是由n-1个输入电压环、具有n路功率分配、带功率独立控制的输出电压瞬时值反馈环三部分构成,能实现不同供电模式的平滑无缝切换。设计并研制的500V·A、DC 80V^110V/AC 220V(50Hz)多输入逆变器样机,具有变换效率高、输出波形质量高、带载能力强、不同供电模式间平滑无缝切换等优良性能。

一种新型无电解电容Buck-Boost正反激LED驱动电路的研究

提出了一种无电解电容Buck-Boost正反激LED驱动电路,该电路继承了传统驱动电路中将漏感能量回馈至输入端的优点。由于传统拓扑在无电解电容并增大输出功率的条件下存在输出电压纹波较大的缺点,在研究现有LED照明驱动的基础上,将正反激电路成功应用于传统驱动电路中的DC/DC级。变压器原边和副边均有电容作为中间级储能元件,变压器工作在正反激模态,提高了变压器的功率密度,同时变压器副边存在续流电感,大幅度降低了输出电压纹波率。详细分析了变换器稳态工作特性;最后,研制一台30 W的实验样机,测试结果表明了该设计的合理性和可行性。

一种无电解电容单级Buck-Boost逆变器

针对中小功率光伏发电系统中电压源型逆变器不能升降压运行、直流侧需要大容量电解电容的问题,提出一种新型无电解电容单级Buck-Boost逆变器。该逆变器具有升降压能力,不仅电路本身不含电解电容,而且其抵抗输入侧低频脉动的能力强,有利于减小输入侧滤波电容值,从而实现整个系统无电解电容化。该逆变器具有成本低、使用寿命长、可靠性高、短路及断路保护简单等优点,符合中小功率光伏发电系统的要求。该文首先介绍该逆变器的工作原理,然后建立其数学模型,并设计闭环调节器。在理论分析的基础上,进行仿真和实验验证,仿真和实验结果证明了理论分析的正确性。

一种新型单级无桥Boost-Buck电路设计分析

大功率LED驱动器一般采用两级电路,两级电路器件多,并且需要两套控制,增加了成本;同时在输入低压大电流下驱动器的效率受到整流桥导通损耗的限制.本文提出了一种单级无桥Boost-Buck PFC电路,前级PFC级采用无桥Boost结构以提高效率;后级DC/DC级采用Buck电路实现降压功能,同时集成两级电路为一级.采用DCM＋CCM控制策略,实验设计了一台交流输入AC85～135Vrms,输出2A/150W的样机与两级Boost＋Buck电路进行对比,实验结果表明所提电路与控制策略在输入低压大电流下效率达90％以上,PF在0.985以上,THD在17％以下,满足IEC1000-3-2 C类谐波限制标准要求,具有比两级电路更优的电气性能.

基于临界Buck-Boost的新型单级交直变换器

针对现有可高压输入单级交直变换器功率因数校正单元磁性器件数量偏多的问题,本文提出了一种基于临界Buck-Boost和LLC谐振电路的单级交直变换器,所提变换器在实现功率因数校正(PFC,power factor correction)的基础上,既保留了LLC谐振电路软开关的优良特性,又实现了开关管和Buck-Boost电感的磁集成。本文在详细分析所提变换器工作原理的基础上搭建了一台100 W的样机。其中,样机额定工作状态下功率因数(PF,power factor)值为0.974、总谐波失真(THD,total harmonic distortion)为17%、效率为90.6%,所得结果验证了所提变换器的优良特性。

一种单级非隔离Buck-Boost新型光伏逆变器

提出一种新型单级非隔离Buck-Boost逆变器。为使输入电压与调制波之间呈线性关系,采用一种新型的非线性PWM策略。该逆变器具有平衡的升降压能力,适用于光伏系统等输入电压宽范围波动的场合;此外该逆变器所用开关器件较少,仅需一个感值较小的电感作为储能元件,无需电解电容,并具有体积小、成本低、效率高、短路及断路保护简单等优点。首先对该逆变器的工作原理进行分析,确定其调制策略,然后建立其数学模型,设计闭环调节器,最后进行仿真和实验验证。通过分析仿真和实验结果,表明该逆变器具有升降压能力,适用于输入电压宽范围变化的场合。

三相SPWM混合调制Boost集成式光伏逆变器

相比于传统两级式光伏发电系统,三相Boost集成式光伏逆变器具有结构简单、成本低、集成度高、可实现单级能量变换等优点。现有的三相电压源型逆变器SPWM调制策略均可直接应用于Boost集成式升压逆变器。然而,其直流母线电压随着调制比M而大范围变化,导致开关管承受较大的电压应力;更重要的是,由于占空比呈正弦规律变化,升压电感电流含有很大的低频纹波分量,导致电流应力和通态损耗严重增加。为此,基于叠加原理,提出了三相SPWM混合调制策略。其可实现集成式逆变器直流母线电压与逆变输出电压/电流的解耦控制,降低器件电压应力;升压电感在每个开关周期内的充电时间恒定为DTs,从而从理论上彻底消除了其电流的低频脉动。通过一台1.4k W/10k Hz的原理样机,对三相SPWM混合调制Boost集成式逆变器的可行性进行了实验验证。

DCM-CRM Boost-Flyback单级PFC变换器

为了实现功率因数校正(PFC)功能,单级Boost-Flyback变换器的前级Boost变换器通常工作在断续导电模式(DCM),为了实现高效率,通过控制使后级Flyback变换器工作在临界连续导电模式(CRM)。详细分析了变换器的工作原理和功率因数、中间储能电容电压、开关频率等相关工作特性,并搭建了60 W的实验样机,验证了此变换器能够仅使用1个开关管和1个峰值电流模控制器,同时实现PFC功能和恒定输出电压,且相比DCM-DCM,DCM-CRM Boost-Flyback单级PFC变换器在保持相同功率因数的前提下,提高了变换器的效率。

基于氮化镓器件的单级式Buck-Boost逆变器的分析与参数优化设计

为解决小微功率等级的光伏发电场合微逆变器功率密度较低、体积较大、不能离网运行的问题,分析多级式Buck-Boost逆变器工作原理,通过变换电路形式得出一种单级式Buck-Boost逆变器拓扑结构,并对其工作模态进行分析,优化电容、电感的设计方法,进而得出基于电流模式的逆变器控制策略。经仿真验证了单级式Buck-Boost逆变器的有效性,为下一步进行隔离式逆变器设计奠定了基础。

适用于低电压输出的单级式无桥buck-boost PFC变换器

传统的boost型功率因数校正变换器需要额外1级DC-DC变换器才能实现低电压输出,而buck型拓扑由于在电网电压低于输出电压时没有输入电流而导致电流畸变很大,因此buck-boost型拓扑就成为在低电压输出场合实现单级式功率因数校正的优先选择。相较于经典的级联式buckboost功率因数校正变换器,文中所提出的单级式无桥buck-boost拓扑所需的半导体器件数量更少,且导通回路中的功率器件个数也大大减小,从而可以降低导通损耗;加上引入了耦合电感提高了电压衰减率,因此特别适合低电压输出场合;采用了单周期控制作为功率因数校正的控制方法,具有更好的动态性能,而且电路实现中无需乘法器,还可以进一步简化控制电路、降低成本。仿真结果表明,所提的拓扑工作原理可行、结构简单;采用单周期控制实现的功率因数校正功能可靠、电流畸变率低、功率因数高。

单级双向buck-boost逆变器改进的电流控制法设计

由两个完全相同的独立的buck-boost斩波器,输入并联,输出串联构成一个DC/AC逆变器,逆变器实现了单级功率变换,双向功率流。与传统的两级式逆变器相比,具有拓扑结构简单,同时工作的开关元件少,功率密度大,变换效率高等优点。但由于两个斩波器的输出电压要求在较宽范围内变动,故其控制方法和单独的buck-boost斩波器有所不同,对该电路的工作原理和控制方法进行了详细的分析,针对输出电压范围宽的特点,提出了改进的电流控制法,该控制方法采用附加扰动补偿的前馈控制和反馈控制相结合,使两个斩波器的输出电压和逆变器的输出电压都能得到准确的控制,对外界变化能作出快速准确地反应,提高了逆变器对输入电压和负载变化的响应能力。

基于两级均衡电路的电池组智能均衡方法

为解决传统均衡电拓扑均衡效率较低的问题,文中提出了一种两级均衡拓扑结构。该均衡拓扑将电池组分为组内与组间两种形式,组内采用Buck-Boost均衡电路,组间采用可重构均衡电路,组内与组间可同时均衡,提高了均衡效率。以SOC(State of Charge)作为均衡变量,组内均衡算法采用基于SOC的模糊逻辑控制策略,减少均衡时间,提高均衡效率。使用MATLAB/Simulink软件对电路拓扑建模仿真,并与传统Buck-Boost电路进行对比。仿真结果表明,在充放电状态下,相较于传统Buck-Boost电路,所提算法及均衡拓扑使均衡时间减少了约28%,表明该均衡电路及算法具有良好的性能。

新型Buck-Boost逆变器及其控制策略研究

由两个完全相同的独立的buck-boost斩波器,输入并联,输出串联构成一个DC/AC逆变器,该逆变器实现了单级功率变换,双向功率流,与传统的两级式逆变器相比,具有拓扑结构简单,同时工作的开关元件少,功率密度大,变换效率高等优点。但由于两个斩波器的输出电压要求在较宽范围内变动,故其控制方法和单独的buck-boost斩波器有所不同,本文对该电路的工作原理和控制方法进行了详细的分析,针对输出电压范围宽的特点,提出了改进的电流控制法,该控制方法采用附加扰动补偿的前馈控制和反馈控制相结合,使两个斩波器的输出电压和逆变器的输出电压都能得到准确的控制,对外界变化能作出快速准确地反应,提高了逆变器对输入电压和负载变化的响应能力。