一种优化的光伏全局最大功率点追踪方法

当前的光伏最大功率点追踪技术存在以下不足:在局部阴影工况下,易陷入局部功率峰值;在负载波动时,系统容易出现振荡甚至失稳。针对上述问题,提出一种自适应的光伏全局最大功率点追踪设计方案。该方案将光伏输出端电压-功率扫描电路与Zeta斩波电路有机结合,通过单开关管的简单电路拓扑,既可实现光伏输出端电压−功率特性快速扫描,定位全局最大功率点位置,又能根据后级电路需要,实现升降压斩波直流调节。在光照等输入或负载发生突变后,所述系统均能进行开关管占空比自适应调整,确保稳定工作在全局最大功率点附近,避免出现大幅振荡与失稳。经过PSCAD-EMTCD仿真与样机实验验证,结果表明该方案能在包括局部阴影等各种复杂工况下自适应地快速追踪与锁定当前光伏全局最大功率点。

单开关高增益Boost-Sepic集成变换器

将Boost变换器与Sepic变换器进行有机结合,提出一类Boost-Sepic(BSIC)集成拓扑结构,该结构既扩展了电压增益,又降低了开关管的电压应力,同时保留了两种基本变换器输入电流连续的特点。该文首先把Boost环节与Sepic环节在输入端共用一个输入电感和一个开关,然后将Boost环节与Sepic环节的输出端进行串联,构成基本集成变换器拓扑(BSIC)。在此基础上,将耦合电感的匝比引入到集成变换器电压增益的函数中,进一步提高了变换器的电压增益,减小了开关管电压应力,有利于优化整体效率。给出了集成变换器的推演步骤,详细分析了基于耦合电感的CI-BSIC集成变换器的工作原理,讨论了电路参数对其稳态性能的影响。最后,通过一台数字式实验样机验证了理论分析的正确性和有效性。

一种无变压器无漏电流的集成升压光伏逆变器

针对分布式低压光伏发电系统,提出一种单相无变压器无漏电流集成升压光伏逆变器。该逆变器通过复用Boost功率器件,将Boost直流变换器和传统桥式逆变器融合在一起,通过统一调制可同时实现将直流侧电压源升压和逆变的功能。另外,该逆变器的结构具有直流输入侧的负端与交流输出侧的中性点直接相连的特征,使得光伏阵列对地寄生电容的电压为常量,有效抑制了对地漏电流的产生,从而提高光伏发电的可靠性及发电效率。详细分析集成升压逆变器的工作原理,给出开关管的统一调制方法,推导电压增益的表达式。最后,通过一台实验样机进行实验验证,实验结果验证了理论分析的正确性。

无线电能传输系统三线圈谐振结构的效率分析

从谐振线圈结构的角度分析无线电能传输(WPT)系统的传输效率,提出了一种高效率的三线圈结构WPT系统。应用电路理论,分析和比较了二线圈和三线圈结构的谐振线圈的传输效率。理论分析表明三线圈结构的谐振线圈在较远传输距离情况下传输效率大于二线圈结构。实验结果表明:在传输距离为14 cm时,三线圈结构的谐振线圈传输效率能达到81%,是二线圈结构的1.9倍;在传输距离为18 cm的情况下,三线圈结构的传输效率能达到60.3%,是二线圈结构的2.7倍;当传输距离达到22 cm时,三线圈结构的传输效率为32%,是二线圈结构的4.7倍。实验验证了理论分析的正确性。

柔性基体光纤光栅脉搏波传感器特性

针对强电磁干扰环境下,压电、光电类脉搏波传感器易受干扰的缺点,提出一种柔性材料封装的光纤布拉格光栅脉搏波传感器,用于测量人体桡动脉脉搏信号。首先使用comsol有限元仿真软件,探究最优的封装厚度和光纤在基材中的位置。根据仿真结果,结合应变传递效果和传感器的灵活性,优化选择传感器厚度为5 mm,光纤封装在距离基体下表面1 mm处。以此制作了柔性光纤布拉格光栅脉搏波传感器,对十名测试者的人体桡动脉脉搏进行采集,采用改进的阈值小波方法去噪,去噪后的信号能很好的保留脉搏波信号的特征点,信噪比均达到了40以上,且峰值点、潮波点和重搏波点识别率分别达到100%,100%和90%。本文设计的柔性基体FBG脉搏波传感器能有效获取及识别脉搏波信号,为进一步的应用提供了理论基础及应用支撑。

一种基于S-LCC拓扑的双负载无线电能传输系统

在无线电能传输系统中,多负载的输出受到越来越多的关注,尤其是与负载无关的独立输出。在此处提出了一种基于S-LCC电路拓扑结构的双类型输出,可以同时实现负载端的一端恒压输出,另一端恒流输出。此拓扑结构与多线圈结构相比,节省了磁耦合线圈和补偿元器件,所提出的双类型输出可视为各自独立的输出端口,可独立调节,无需复杂的解耦条件,大大简化了参数的设计。此处详细分析了S-LCC拓扑结构的电路模型、工作原理,搭建了115 V的恒压输出和4 A的恒流输出样机,验证了所提拓扑结构的可行性。

一种新颖LCCC/S补偿的恒输出无线电能传输系统

恒流(CC)和恒压(CV)充电是锂电池的两种主要充电方式,但随着电池等效电阻在充电过程中逐渐非线性增大,无线充电系统要同时保持独立于负载的CV和CC充电模式面临着巨大的挑战。针对锂电池无线充电系统,提出了一种新型的LCCC/S拓扑结构,所提方法不仅能实现独立于负载的CV和CC充电,且在此两种充电模式下实现输入电流和输入电压零相位角;而且仅需两个开关互补控制,能在恒频下实现两种模式切换。最后,建立了在CC充电模式下3 A CC输出和在CV充电模式下48 V CV输出的验证装置,验证了所提LCCC/S补偿无线电能传输系统的可行性和合理性。