LLC谐振技术在动车组单相逆变器中的应用研究

在传统的电力动车组车载隔离型单相逆变器中,为逆变电路提供直流输入的隔离型升压DC/DC变换器采用的是脉冲宽度调制(PWM)的移相全桥变换器,存在开关损耗大、转换效率低的缺点。针对上述问题,提出了在车载单相逆变器DC/DC升压电源中采用全桥LLC谐振软开关技术的方法。首先,对全桥LLC变换器进行建模,分析其工作原理和参数设计方法;其次,通过Matlab/Simuink仿真验证了理论参数的可行性;最后,按照设计参数制作了1台2.5 kW的采用脉冲频率调制(PFM)的全桥LLC谐振变换器的实验样机。实验结果表明,样机额定输入电压为DC110 V,LLC谐振变换器的输出电压可恒定保持在DC400 V,可以为后级的逆变电路提供稳定的直流输入,开关管在全负载范围内实现了零电压导通(ZVS),有效提高了隔离型升压电源的效率。     

低电压大电流开关电源电路拓扑和控制方法研究

针对微处理器对低压大电流开关电源负载动态响应性能的特殊要求，分析了满足未来微处理器电源性能指标要求的新型开关电源拓扑结构和控制方法，表明交错并联SR-BUCK变换器电路输出纹波幅值小，等效效率高，V^3控制方法可显著改善开关变换器的输入和负载响应速度。     

矩阵式变换器电流控制空间矢量调制策略

矩阵式变换器是一种新型交-交式直接变换器,它能直接将电能从输入侧送到输出侧。由于没有中间直流环节,输入与输出侧电流电压的畸变都会影响到相应的另外一侧。本文提出了一种电流控制空间矢量方法。该方法将电流控制和空间矢量调制相结合,强制输出电流空间矢量幅值为一恒定量,通过修正调制系数来调节输入电压空间矢量的作用时间,从而补偿输入电压畸变带来的影响,使输入电流和输出电压仍能保持正弦,硬件实现简单。Matlab／Simulink仿真结果验证了该方法的正确性。     

基于Buck-Boost变换方式的逆变器

提出了一种基于Buck-Boost变换方式的逆变器。它能实现输出电压高于输入侧直流电压,克服在传统桥式逆变器拓扑中输出电压低于输入侧直流电压而造成的直流电压利用率低的问题。通过改变一个周期内的占空比,以改变单个双向Buck-Boost变换器的输出电压。两个相位相差180°的双向Buck-Boost变换器的输出电压相减即可得到较为理想的单相正弦波;三个相位相互相差120°的双向Buck-Boost变换器可实现三相逆变。可采用SPWM控制功率管的关闭与导通,控制方式采用外环电压环内环电流环的双环控制。仿真结果验证了提出的正弦波逆变器的可行与有效。     

机车车辆充电机用移相全桥ZVS PWM变换器的设计

为提高传统铁路机车车辆充电机的功率密度,必须提高其开关频率和效率,而简单的提高开关频率会增加功率器件的开关损耗,因此需要采用软开关技术。文章介绍了一种机车车辆充电机的核心部件——加箝位二极管的零电压开关PWM倍流整流全桥变换器。该变换器的优点是可以利用输出滤波电感和谐振电感在宽负载范围内实现开关管的零电压开关,利用箝位二极管可以有效消除二次侧整流管上的电压尖峰和振荡,同时采用倍流整流技术可优化变压器和输出滤波电感的设计。文章详细分析了该变换器的工作原理,利用Saber仿真软件对其进行仿真分析,最后通过一台输入DC540V、输出DC28V/400A的工程样机进行了实验验证。     

零电流软开关DC/DC电压变换输入型辅助逆变器

提出了一种零电流软开关DC/DC电压变换输入型辅助逆变器方案,该辅助逆变器采用双段式变压器电路结构,前段为DC/DC开关电源电路,后段为三相逆变电路,系统采用零电流开关(ZCS)技术进行控制,实现了IGBT上电压和电流开关损耗最小化。试验结果验证了所提出的方案是可行的。     

应用于城轨车辆辅助电源的交错控制Boost变换器电路研究

随着城市轨道交通车辆装备的轻量化、高效化和智能化发展,高频 DC/DC 变换器被广泛应用于城市轨道交通车辆装备电源系统中,Boost 变换器由于结构简单、易于控制等优点,通常作为稳压器件被运用于 DC/DC 变换器前级变换电路中。针对传统 Boost 变换器存在开关功率器件电压应力高、输入电流纹波大等问题,文章介绍一种交错控制的 Boost 变换器,并分析该变换器工作原理和电路性能,推导出在占空比 0D0.5和 0.5≤D1 两种工作模态下的状态平均模型,并通过试验验证理论分析的正确性和可行性,为车辆辅助电源优化提供借鉴。     

单相高频链逆变器的一种控制方法

针对高频链逆变器正弦脉宽脉位调制(SPWPM)中周波变换器开关工作在高频时开关损耗较大的缺点,研究了一种新的周波变换器的控制方法。在功率因数接近1的应用场合,周波变换器开关只需要工作在输出电压频率,可有效减小变换器的开关损耗。基于单相推挽型高频链逆变器拓扑详细分析了相应的控制及其调制方法。结合这种周波变换器控制,研究了电压外环准比例谐振(PR)控制电感电流内环比例控制的双闭环控制策略。通过仿真和试验,证明了控制方案的可行性和有效性。     

电力电子牵引变压器无电流传感器均流控制方法研究

选用级联H桥变换器和双有源桥式变换器的电力电子牵引变压器存在直流电压平衡控制和输出电流均衡控制问题,即功率平衡控制问题。针对此问题,本文提出一种功率平衡控制策略,该控制策略由电压平衡控制方法和基于双有源桥式变换器的无电流传感器均流控制方法两部分组成。其中,所提出的无电流传感器均流控制方法依据双有源桥式变换器的功率表达式得出,该方法使用计算电流值替代实际电流值来完成均流控制。构建系统仿真模型,对所提出的功率平衡控制策略进行了仿真研究。设计并搭建了两个功率单元组成的实验平台,对上述控制策略进行了实验研究。仿真与实验结果一致,验证了本文所提出的电压平衡控制方法及无电流传感器均流控制方法的正确性和有效性。     

铁路用高频开关电源电容器的选择

电容器是高频开关电源的重要组成部分。在AC／DC中常用高压电解电容器作为输入侧的储能、滤波和输出侧的滤波，通过的是高频脉冲电流。由于铁路用高频开关电源工作环境十分恶劣，经常出现浪涌电压冲击、电磁辐射、高频脉冲群干扰等，使电源的输入侧电容使用寿命大大缩短。为了延长开关电源的使用寿命，正确选择输入侧电容非常关键。现结合本公司现有产品，从纹波电流的角度，分析高频开关电源中电解电容器的计算和选择。