不同拓扑结构混合整流器性能评估

针对五种不同拓扑结构的混合整流器原理进行分析,建立构成混合整流器的无源器件、半导体芯片、散热系统和辅助元件模块关于损耗、体积和质量模型。采用非支配遗传算法Ⅱ(NSGA-Ⅱ)在给定系统和模块的参数条件下,求解由电感器、电容器、MOSFET管和二极管构成的半导体模块,风机和散热器构成的散热系统以及控制板、驱动器和辅助电源模块构成的辅助模块的损耗、体积和质量。依据得出的数据建立相对效率、功率密度、功率质量比、无源器件相对损耗、半导体芯片相对面积性能指标,得到不同开关频率性能指标之间关系和比较结果。在不同开关频率时,根据模型求解的数据和性能指标比较图,综合比较五种不同拓扑结构的混合整流器系统性能指标,得出三电平单向Vienna型混合整流器(3LUVHR)系统性能最优。

单向混合整流器无源电流控制

针对现行单向混合三相电压型整流器的交流电流存在尖峰和谐波畸变率高的问题,提出抑制电流尖峰,降低谐波畸变率的方法。通过在现行混合整流器拓扑结构中增设补偿电感器,抑制因电路结构产生电流尖峰。基于三相三电平T型VIENNA整流器和三相单开关Boost整流器欧拉-拉格朗日数学模型,提出一种满足特定约束的非线性虚拟阻尼注入的无源电流控制策略。与传统定阻尼注入的无源控制策略相比,该无源电流控制策略具有跟踪电流稳态误差更小,误差衰减速度更快、谐波畸变率低和功率因数高的优点。仿真和实验结果表明,改进的单向混合整流器拓扑结构及所提无源电流控制策略是有效的。