Boost变流器共模传导干扰建模与预测

为了有效地预测功率变流器所产生的共模干扰,以Boost变流器为研究对象,分析功率变流器在不同工作模态下共模干扰的产生与耦合机理,建立共模干扰耦合通路模型.该模型对共模通路进行有效的划分,分别提取其集中参数模型,从而得以更完整地描述共模干扰的内部耦合机理.利用提出的共模通路模型,无需复杂的计算便可在整个传导频率范围(150kHz～30MHz)内对Boost变流器所产生的共模干扰进行准确的预测.通过接收机实测频谱与预测结果的对比验证了该预测模型的准确性.

基于交错Boost变流器和LLC谐振变流器的高效率车载充电机

载充电机(OBC)是电动汽车(EV)的关键部分,为EV提供充电通道。OBC的前级AC/DC电路采用交错Boost电路进行功率因数校正、控制直流母线电压。后级DC/DC采用隔离型全桥LLC电路对充电电压和充电功率进行控制。对交错Boost变流器的效率进行计算,并对LLC谐振变流器的效率进行优化。开发一台3.3 kW OBC样机,其整机效率高达94.9%,功率因数超过99.5%。交错Boost变流器和LLC谐振变流器的效率分别达到97.7%和97.6%,OBC的功率密度可达1.05 kW/L。

基于三参数优化设计高效率交错Boost变流器的方法

交错Boost变流器(IBC)的效率受开关频率、Boost电感和输出电压的影响。通过解析法计算IBC的效率与上述三个参数的关系曲线,发现IBC的效率与开关频率、Boost电感具有非线性关系。首先,考虑功率因数的需求,对输出电压进行优化设计。然后,对总损耗或效率求偏导,得到最优开关频率和最优Boost电感。研制一台3.3kW IBC样机,其功率因数高于99%,满载效率可达97.6%。实验结果证实了所提出的设计方法的正确性。相比于传统设计方法,本文的设计方法可提高IBC的效率。

直流微网中带CPL的Boost变流器稳定控制策略

针对直流微网中Boost变流器带恒功率负荷时系统不稳定的问题,提出一种基于滑模控制的变流器稳定控制策略。首先,通过系统传递函数,从机理上分析指出当变流器带恒功率负荷时,恒功率负荷的负阻抗特性会导致系统不稳定;基于此,利用滑模控制构造切换函数并求解控制律,其中切换函数为变流器输出功率参考值与实际值之差,选取指数趋近律以提高收敛速度,采用PWM控制削弱由于开关频率不固定造成的抖振问题;最后,仿真实验验证了该文控制策略能有效地保证系统的稳定性,同时响应速度快,为工程实践提供了理论指导。

一种新型研究Boost电路大信号稳定性的模型

随着科技的不断进步,多模块系统越来越多地被运用在各种复杂的应用场合。其中级联是应用最广泛的连接形式。级联稳定性(包括小信号稳定性和大信号稳定性)是系统可靠运行的关键因素。由于电力电子变流器属于强非线性系统,直接分析单级变流器或者级联系统的大信号稳定性是极其复杂的,故建立一种简单、有效的大信号模型是研究系统大信号稳定性的基础。本文以峰值电流控制下的Boost电路为例,提出了一种新的大信号模型。该模型利用功率守恒原理,在平均化的同时,实现了不同工作条件下(如CCM和DCM)大信号模型的统一,并实现了系统的降阶,适合系统行为级建模及后续级联系统大信号稳定性分析。仿真和实验均证明了模型的正确性。

一种双向级联式BuckBoost逆变器的建模与分析

介绍了一种新型级联式BuckBoost变流器,并对其进行了建模与理论分析。在确定变流器工作原理的基础上,通过详细的分析建立了变流器的开关函数模型,接着推导了变流器的开关周期平均值模型。该模型表明了该变流器系统具有双向能量流动和升降压的能力,并揭示了该变流器在控制上具有较强优势的原因在于它有一个额外的控制自由度。最后通过实验验证了上述分析。

单相Boost PFC的电感值优化方法

将单相Boost变流器用于车载充电机(onboard charger,OBC)的前级电路,为OBC的后级DC/DC电路提供稳定的直流输入电压,同时实现功率因数校正(power factor correction,PFC)功能。分析了单相Boost PFC中电流纹波、电感体积和效率与PFC电感值的关系,以电流纹波、电感体积和效率为电感值的边界设计条件,得到了电感值的上限值和下限值,对单相Boost PFC的电感值进行了优化设计。开发了一台3 kW单相Boost PFC样机,实验结果表明,样机的满载效率和功率因数分别可达97.5%和99.9%。

基于级联H桥变换器的光伏并网系统研究

H桥型多电平变换器的研制工作已经进入较为深入的发展阶段,技术较为成熟、稳定。文章以单一H桥变换器的基本原理为基础,分析了级联H桥多电平变换器的发展、工作原理以及相关拓扑结构。为了研究级联H桥变换器光伏并网系统,文章对光伏并网系统进行了建模和分析,并分析了Boost变换器的工作原理,介绍了最大功率点跟踪算法,并对两级H桥变换器三相光伏并网系统进行了仿真与分析,验证了级联H桥变换器光伏并网系统能够达到很好的发电效果。该研究为光伏发电系统的应用提供了良好的支撑。

光伏发电系统交错并联BOOST的研究

BOOST电路在光伏最大功率点跟踪的DC-DC转换拓扑中被广泛应用,系统的动态性能受到电路参数的影响。为设计高性能的最大功率跟踪系统,提高系统的动态响应速度,给出了带耦合电感的交错并联BOOST变流器拓扑。并在此基础上详细分析了其稳态和动态特性,最后以60 W光伏发电蓄电池充电DC-DC变流器的仿真波形验证了设计的合理性。

直流微电网微电源接口分析与控制策略设计

多数分布式电源发出的电能需要通过整流逆变后接入交流微电网,增加了电力电子器件的使用,降低了能量转换效率。介绍了更适合直流微电源和高频交流微电源接入的直流微电网拓扑结构,分析了交流微电源、直流微电源、储能装置与直流微电网间的电力电子接口,设计了以上接口的控制器,提出了整个直流微电网的控制策略。在Matlab/Simulink中建立上述直流微电网仿真模型,仿真结果表明,所建立的电力电子接口的正确性和所提出的控制策略的有效性。

基于两级式电路的隔离型高效率车载充电机

车载充电机(On-Board Charger,OBC)是电动汽车(Electric Vehicles,EV)的关键部分,为EV提供充电通道。它需要具有隔离功能,因此,常采用两级式电路作为OBC的拓扑结构,利用后级DC/DC电路提供电气隔离。限于车载空间,OBC还须具有高效率、高功率密度的特性。由于交错Boost变流器和LLC谐振变流器均具有高效率、高功率密度的优点,因此常采用它们分别作为OBC的前级AC/DC电路和后级DC/DC电路。加之,OBC面对的是电压范围变换较宽的电池负载,其电压增益必须得到优化设计。在上述背景下,对所选择的两级式隔离型OBC的效率和电压增益进行了优化设计,开发了一台3.3 kW OBC样机,其整机效率高达94.9%,功率因数超过99.5%,充电电压范围为230~430 V。交错Boost变流器和LLC谐振变流器的效率分别达到97.7%和97.6%。OBC的功率密度可达1.05 kW/L。

基于滑模的直流微电网电压稳定方法

直流微电网中含有大量的Boost变换器等电力电子器件,这些变换器表现为恒功率负载(CPL),具有负阻抗特性,会破坏系统的稳定性。为此提出一种基于滑模的控制方法,用于给CPL提供稳定的功率和电压,提高系统稳定性。首先介绍了CPL的负阻抗特性,然后通过雅克比矩阵和特征值分析CPL引起的系统不稳定性,基于此提出一种滑模面,选取指数趋近率求解控制率,最后通过仿真验证了所提出的控制方法在不同工况下的有效性。

光伏电站直流汇集接入系统的建模分析

与传统的光伏交流接入系统相比,光伏直流汇集接入系统具有控制方式简单、系统损耗较小、光伏利用率高的特点。以某市一光伏直流汇集接入系统为例,给出光伏直流汇集接入系统的拓扑结构;构建光伏电池、多模块Boost全桥隔离变流器(BFBIC)及箝位双子模块型模块化多电平变流器(CDSM-MMC)的PSCAD模型。提出光伏变流站的2种控制策略,通过仿真对比分析2种控制策略的抗光照干扰能力及光伏发电电能输送能力,并给出控制策略的使用建议。