多电平变换器直流侧电压平衡控制电路

为解决二极管箝位型多电平变换器直流侧电容电压不平衡的问题,设计了一种带二级辅助电感的平衡控制电路,通过简单控制可以平衡多电平变换器直流侧所有电容的电压.在分析电路结构和控制原理的基础上,从能量转换的角度出发,给出了辅助电感参数选择的范围.以五电平变换器为研究对象,建立了Matlab/Simulink仿真模型,搭建了实验样机,对比分析了本文平衡电路与传统一级平衡控制电路的电容电压平衡特性.实验结果表明,当二级辅助电路工作时,所有直流侧电容电压在20 ms内达到平衡,电容电压的纹波小于3%.      

三端口双向直流变换器的负序平衡应用

基于三端口双向直流变换器能实现各端口之间有功能量自由传输的特点,提出了其在负序电流平衡方面的新型应用方法及电路拓扑．该方法克服了传统负序电流平衡方法不能实现三相桥臂之间有功能量交换的问题,能有效改善三相电网的不平衡问题．本文对三端口双向直流变换器工作原理、负序电流平衡方法,以及基于该方法的负序平衡系统容量关系进行了详细分析,提出了系统控制策略．通过仿真验证了三端口双向直流变换器负序平衡应用的可行性及系统控制策略的有效性．在合适的控制策略下,本拓扑能同时实现包括负序、无功和谐波电流在内的综合补偿．     

五相三电平H桥逆变器的空间矢量控制算法研究

提出了一种简化的五相三电平H桥逆变器空间矢量PWM算法.该方法采用相移SPWM思想,将五相三电平H桥逆变器作为两个由单桥臂组成的五相分别予以控制.分析选择合理的工作电压矢量及开关作用顺序,计算开关周期内的各工作电压矢量的作用时间,仿真和实验结果均验证了文中提出的空间矢量PWM算法可以减小输出电压谐波.     

一种改进的MMC电容电压平衡控制策略

针对模块化多电平变换器中子模块电容电压的平衡问题,提出循环置换映射电容电压平衡策略.通过改进的载波移相调制方式对子模块进行初步选择,选择的信号经过循环置换映射电压平衡单元筛选.该平衡单元在置换时间内将开关门信号均匀地分配到各桥臂的子模块之间,得到占空比相同的导通信号,利用桥臂的平衡控制输出稳定的电压波形.在PSACD/EMTDC软件中搭建仿真系统,仿真结果表明:电压波动在一定范围内,电压纹波基本一致,在较宽频率范围内实现电压平衡控制.所提出的策略能减少对子模块电容电压的监测,减少计算量,降低对系统参数的依赖,有效抑制电压纹波影响.     

一种新型LCL谐振软开关推挽式直流变换器

提出了一种新型LCL谐振式DC／DC变换器拓扑,它的谐振元件LCL位于Push—Pull电路的输入侧．该Push-Pull变换器的功率开关管工作在占空比固定接近于0．5的非调制模式下,谐振电路频率至少为开关频率的两倍．利用变压器副边励磁电流的续流,变压器原边开关管mosfet工作在接近零电压（ZVS）的条件下．该变换器适用于蓄电池供电的低压大电流输入系统场合．在一台12VDC输入,360VDC输出的直流变换器中的应用试验表明,电路效率达到了92％,试验波形也证明了电路原理分析是正确的．     

单相三电平整流器的SVPWM与中点电位控制方法

通过分析单相电压型三电平中点钳位（NPC）整流器的工作原理、传统单相三电平空间电压矢量调制（SVPWM）和中点电位控制方法的缺点,提出了一种改进的SVPWM算法和中点电位控制方法,并进行了计算机仿真和小功率实验样机试验．理论分析、计算机仿真和试验结果表明：在保证开关频率恒定的情况下,该SVPWM算法开关损耗小,输出PWM脉冲具有对称性,可使交流侧电流的高次谐波分布在2倍开关频率附近,且易于用DSP（数字化处理器）实现;无论负载是否变化,该中点电位控制方法均能有效解决中点电位不平衡的问题,具有较强的抗干扰能力,且易于实现．     

一种新型单相三电平整流器拓扑的研究

提出一种新型的单相三电平整流器电路拓扑,分析了该电路的电路结构和工作原理,并建立了开关函数的数学模型.选择6种工作模式的最优组合,使该电路处于准单位功率因数运行,输出电压稳定,纹波小,并能实现直流侧输出端两个电容电压自平衡,同时还制作了实验样机进行实验验证,实验结果证明了该电路的正确性和可行性.     

NPC型三电平逆变器SVPWM控制研究与仿真

多电平逆变器通过对直流侧的分压和开关状态的不同组合,实现多电平阶梯波输出电压,能有效地提高逆变器系统容量和耐压水平,减小输出电压谐波和开关损耗.三电平逆变器以其优越的性能已逐步成为了大容量,高电压电机调速的主要实现方式之一.以二极管箝位型(NPC)为研究对象.分析了空间矢量脉宽调制(SVPWM)控制三电平逆变器的算法原...     

用于单电感双输出Buck变换器的PCPV控制方案

为减小工作于连续导电模式（continue conduction mode,CCM）的单电感双输出（single-inductor dual-output,SIDO） Buck变换器的输出交叉影响,提出了峰值电流-峰值电压（peak-current and peak-voltage,PCPV）控制方法. 分析了PCPV控制SIDO Buck变换器的电路结构和工作原理,利用电感伏秒平衡和电容安秒平衡原理推导了输出电压与输入电压的增益表达式,并采用状态空间平均方法,建立了PCPV控制SIDO Buck变换器的状态空间平均模型;在此基础上,建立了PCPV控制SIDO Buck变换器的小信号模型,并与传统峰值电流（peak-current-mode,PCM）控制SIDO Buck变换器对比分析交叉影响. 研究结果表明:PCM控制SIDO Buck变换器输出电压较大的输出支路对输出电压较小的输出支路的交叉影响为300 mV,而PCPV控制SIDO Buck变换器输出电压较大的输出支路对输出电压较小的输出支路几乎无交叉影响;PCM控制SIDO Buck变换器的负载瞬态调节时间为12.5 ms,而PCPV控制SIDO Buck变换器的负载瞬态调节时间最大为10 ms. 相比PCM控制SIDO Buck变换器,PCPV控制SIDO Buck变换器有效地减小了交叉影响,且提高了瞬态性能. 最后通过实验结果验证了理论分析的正确性.      

CPS-SPWM在模块组合多电平变换器中的应用

模块组合多电平变换器（MMC）是一种新的拓扑结构,MMC的输出波形为多电平,有效降低了开关器件的物理开关频率和开关损耗;MMC所特有的模块化结构使其设计灵活,利于普及．本文分析了MMC的结构和工作原理,研究了载波移相脉宽调制技术（CarrierPhase—ShiftedSPWM,CPS-SPWM）在MMC中的应用特点,在此基础上提出了CPS-SPWM在MMC中的具体实现方法,仿真结果表明基于CPS-SPWM的MMC具有较大的传输带宽和较高的等效开关频率,有效抑制和消除了低次谐波,CPS-SPWM是一种适合于MMC的调制技术．     

一种新型移相控制FB-ZVZCS-PWM变换器

为克服全桥零电压零电流变换器现有拓扑结构电流应力大、控制复杂、稳定负载范围窄等缺陷,提出了一种新的基于移相PWM(脉宽调制)控制的变换器拓扑结构.该拓扑结构在负载率大于15%时能稳定地实现超前臂和滞后臂的软开关,并且电流应力大大减小.建立了该拓扑结构的小信号模型,用Matlab对其动态性能进行了仿真分析.最后,试制了一台容量为8 kW,输出电压为110 V的样机,证明了理论分析的正确性和参数设计的合理性.     

模块化多电平换流器无锁相环的环流抑制控制策略

模块化多电平换流器(MMC)由于自身结构的特点使得三相桥臂存在相间环流,环流的存在使得三相桥臂电流产生谐波,从而导致系统成本增加,损耗增大。通过分析MMC的基本原理和对MMC控制系统数学模型的推导,设计了一种无锁相环结构的MMC控制系统,该系统既满足了MMC主控制电路设计需求,也能够运用于MMC环流抑制控制器的设计。这种无锁相环结构控制系统的设计,有效地减少了系统的参数选取,同时实现系统有功、无功的独立解耦控制。通过仿真分析,证明了设计的环流抑制控制器的有效性,为MMC系统的稳定运行提供了一种新的思路。     

一种恒流源功率管驱动电路

提出了一种恒流源功率开关管驱动电路。电路采用全桥结构,双电源供电,可实现主电路开关管正、负电压驱动;利用桥臂间电感电流短时间内不能突变,实现恒定电流输出;调节电感充放电时间,可提供不同等级的驱动电流,从而实现主开关管高效驱动;开关周期内电感电流断续,减少了驱动电路中开关管通态损耗。详细介绍了电路工作原理、开关逻辑实现以及电感设计,分析了驱动电路的自身损耗。在Boost电路上的测试表明,相比于传统的驱动电路,采用所述恒流源驱动电路,额定负载处效率可提升1%以上。     

三相系统并联指令脉宽调制（PWM）技术

在三相逆变器系统中，逆变器三个桥臂的输出电压通常是以相电压指令进行独立调制。本文提出的三相系统并联指令脉宽调制（ＰＷＭ）技术是指把一个周期分成几个区，在不同的分区内，其中一个桥臂不调制，其它两个桥臂以相电压的关联线电压指令进行调制。     

三相级联H桥光伏并网控制研究

级联H桥多电平逆变器由于开关管承受应力较小,且并网电流谐波含量低等优点,使得其在高压大容量光伏并网发电系统中,具有广阔的应用前景。级联H桥多电平逆变器光伏并网发电存在光照强度和温度不均匀、光伏板老化或被遮光等问题,会造成级联H桥逆变器各相输出功率不平衡,从而导致并网电流不对称。文章以基于DC/DC变换器的三相级联H桥光伏并网系统为研究对象,提出了一种零序注入法,通过特定方波减去正序外包络电压得到所需零序分量,使得在各相输入功率不相等的情况下,并网电流仍能与电网电压同相。在MATLAB/Simulink环境下进行仿真研究,结果表明,并网电流谐波含量满足IEEE Std.929-2000标准,能够实现单位功率因数运行。     

一种新型可控变换器输出电压的稳定调节原理

目前列车彩色电视机若取消逆变器而直接取用车辆直流电源,则需采用频率调制式可控变换器。本文对其输出变压器进行了详细的理论分析,在保证可控变换器输出直流电压稳定的前提下,得到输入电压的相对变化率和负载电阻的相对变化率与交流电周期的相对变化率之间的关系式。因而在理论上进一步证明:若输入电压或负载电阻增加时,将使输出变压器的交流电频率增加,从而使直流输出电压稳定。     

五相三电平逆变器空间矢量PWM控制研究

针对五相永磁同步电动机,构建了三电平逆变器供电的变频调速系统,对五相三电平逆变器的空间矢量PWM控制算法进行了研究.对于多相多电平逆变器来说,随着相数与电平数的增加,电压矢量与开关状态数量迅速增加.因此,在采用空间矢量PWM时,首先要合理选择输出电压矢量,并能简单、快速计算出各控制周期中作用时间;其次对输出电压矢量进行优化,合理选择开关顺序,以减少开关损耗.文中在对五相三电平逆变器电压矢量的特点和规律进行深入分析的基础上,提出一种简单实用的电压空间矢量PWM控制算法,并通过仿真实验对该控制算法进行了验证.     

双缘COT调制数字电压型控制Buck变换器分析

为了提高恒定导通时间(constant on-time, COT)调制开关变换器的输出电压稳压精度,基于COT调制和双缘脉冲宽度调制的特点,提出了一种工作于电感电流连续导电模式(continuous conduction mode, CCM)的开关变换器双缘恒定导通时间(dual-edge constant on-time, DCOT)调制方法.介绍了DCOT调制数字电压型控制Buck变换器的工作原理,对比分析了COT调制和DCOT调制数字电压型控制Buck变换器的稳态性能和瞬态性能.结果表明:相比于COT调制,采用DCOT调制的数字电压型控制Buck变换器提高了输出电压的稳压精度,其大小为输出电压纹波峰峰值的50%,且瞬态调节时间减少了1个开关周期.最后,通过仿真和实验结果证明了理论分析的正确性.      

模块组合型多电平变换器的控制策略

对模块组合型多电平变换器（MMC）的脉冲调制策略和电压控制策略进行了理论分析和实验研究,建立了MMC系统的数学模型,在此基础上提出一种适用于MMC特点的载波移相SPWM控制策略和电压控制策略,无需额外的硬件电路,即可实现对MMC功率单元直流电容电压良好的稳压和均衡控制效果.通过一台三电平MMC实验样机的实验结果,分析了其稳态和静态工作特性,验证了控制策略的有效性.     

一种新型单相三开关光伏并网逆变器研究

光伏逆变器由于受外界因素以及逆变器的一些内在因素的影响,导致逆变器对输入电压的要求很严格。传统的逆变器加变压器的方法和多级级联的方法不能够妥善解决输入电压适应性的问题。为满足对大范围直流电压输入变化的适应性要求,同时实现光伏并网逆变器逆变与升压两个功能,提出了一种新型的单相三开关光伏并网逆变器拓扑。采用高频开关器件和反激变换器,替换了传统笨重的工频升压变压器,使得逆变器的体积、重量及成本降低,易于集成,且提高了变换效率。实时波形反馈技术的闭环SPWM（sinusoidal pulse width modulation）控制方法,可提供快速响应。通过一个小的交流滤波器可获得低谐波失真的正弦输出。对理论分析结果进行仿真验证,结果表明该新型单相三开关光伏并网逆变器具有拓扑简单,适应大范围直流输入电压变化,可靠性高等优点。