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．     

考虑阻感性负载IPT系统的动态补偿技术

针对整流性负载呈现出阻感特性引起感应电能传输（IPT）系统失谐,为了保持谐振频率,提出一种基于实测负载阻抗的动态补偿技术.该技术利用短时傅立叶变换得到负载的电流电压相量并计算出负载的感抗,通过动态调整电容阵列静态开关的方法改变其容值,达到补偿负载感抗目的.在阻感负载情况下,分别对浮频调谐控制方法以及动态电容阵列补偿方法进行实验比较,结果表明:相对浮频调谐控制方法,当负载为100和50 Ω时,本动态调谐方法传输的有功功率提高了12.1%和7.3%,且能保持初级谐振电路频率稳定,开关器件工作在软开关状态.      

CPT系统效率分析与参数优化

为了解决谐振耦合拓扑结构不同的非接触电能传输(CPT)系统效率计算方法不统一的问题,通过对4种基本谐振耦合拓扑结构的CPT系统的分析,给出了CPT系统效率计算的一般方法.在此基础上,为提高CPT系统的效率,通过对一种电流型CPT系统的建模,对系统谐振耦合拓扑结构的参数进行了优化设计,实现了该CPT系统高效率的能量输出.最后,以该电流型CPT系统为试验模型,对提出的效率计算方法和优化设计进行了试验验证.结果表明:该电流型CPT系统谐振耦合拓扑结构最大效率的试验结果为92%,而其优化理论值为93%.     

复合谐振型非接触电能双向传输模式

针对单级谐振的双向电能传输方式所存在的谐振容量小及器件应力大等缺点,提出一种基于LCL复合谐振的对称拓扑双向电能传输模式.建立了系统的交流阻抗模型,推导了系统输入输出增益,并分析了不同负载下系统的频率响应及不同负载与耦合系数下输出功率特性.在此基础上,给出一种基于能量注入和自由振荡双工作模式切换的输出电压调节方法,并给出一种切换占空比控制方法以保证输出电压的恒定.仿真与实验数据表明:基于双工作模式的双向电能传输模式能有效地实现能量双向传输,输出的电压纹波始终小于0.3 V,同时该模式还具有相对简单、易于实现的特点.      

一种单级的高功率因数开关变换器

提出一种新的高功率因数的开关变换器,该变换器采用单级结构,单一占空比ＰＷＭ控制模式,完成功率因校正和输出电压调节双重功能;并对该变换器的工作过程进行了详细分析;最后给出该变换器在电子镇流器电路中的应用。     

基于改进遗传算法的TS-S型ICPT系统谐振参数优化

ICPT系统由于其特殊的结构形式,导致该系统漏电量大、传输效率低.针对此问题,提出采用改进遗传算法对系统谐振参数进行优化的解决方案.首先,建立了基于TS-S型补偿网络ICPT系统的非线性规划数学模型,并利用频率稳定性约束条件修正系统频率,保证系统稳定可靠;其次,运用快速非支配算法(nondominated sorting genetic algorithm II,NSGA-II),引入拥挤度比较运算算子进行谐振参数优化,最终实现传输效率最大化.仿真实验结果表明,NSGA-II算法能够更好地突破局部最优解的局限性,快速找到系统的全局最优参数,优化系统的最高传输效率可达97.2%.     

CLC型非接触电能传输系统输出控制

为实现对CLC型非接触电能传输系统输出功率的控制,基于离散映射方法,完成了系统模型的构建,对 周期不动点进行了解析描述,得出软开关频率点的求解方法和不同频率点上输出功率的计算方法,在此基础上, 提出了基于平均功率平衡的控制方法,通过实验对该方法进行了验证.结果表明:通过不同频率点的组合控制, 能够使系统在最大41ms内完成在20~50V之间的双向跳变,以满足不同的系统输出要求,开关器件工作在软 开关状态.      

独立光伏照明系统中的逆变器续流与抑制

分析了独立光伏照明系统中感性和容性负载的串并联谐振逆变电路时开关管死区内的续流特性．用高次谐波的感性电流抵消基波容性电流,可减小串并联谐振开关管死区内的续流,抑制系统的谐波成分和电磁干扰,提高功率因数．实验结果表明,采用上述方法,使独立光伏照明系统的串并联谐振电路的续流值减小到约67mA．     

数字谷值电流控制开关DC-DC变换器

为了获得开关DC-DC变换器的最优数字谷值电流(DVC)控制技术,研究了电感电流连续模式下DVC控制开关DC-DC变换器的工作原理,对比分析了采用前缘、后缘、三角前缘和三角后缘4种涮制方式的DVC的占空比算法,并分析了各种算法的稳定性.在此基础上,对DVC控制开关DC-DC变换器的时域特性进行了仿真和试验研究,结果表明,采用后缘调制的DVC控制开关DC-DC变换器具有最优的负载瞬态特性,超调电压为62 mV,响应时间为1.118 ms.     

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。     

基于变频控制策略的同相供电装置可靠性优化方法

同相供电技术能有效解决牵引供电系统普遍存在的过分相问题和电能质量问题. 为了保障同相供电系统的安全可靠运行,作为系统的核心设备,同相供电装置的可靠性优化研究至关重要. 针对同相供电装置特殊的变流器拓扑结构,建立可靠性评估模型,分析了牵引负荷特性及主要电气参数对装置可靠性的影响机理;建立以功率模块失效率最低为目标的变频控制优化模型,采用遗传-粒子群混合算法,得到了最优变频控制策略. 研究表明:改变不同负荷区段内变流器的开关频率,可以有效降低功率元件失效率. 最后以山西中南部铁路应用的工程样机为例,基于实测数据和对比分析,表明在变频控制策略下,装置寿命可增加20.90%,可靠度增长率最大可达到54.17%,证明了变频控制策略可以有效提高装置可靠性.      

EFFICIENT STEADY-STATE ANALYSIS METHOD FOR CLOSED-LOOP PWM SWITCHING CONVERTERS

Since the early70s,many s mall-signal fre-quency-domain modeling technique have been de-veloped to study the dynamic perfor mances and sta-bilities ofPWMs witching converters around thestatic operating point.However,the accuracy of thederived models relies on accurate deter mination ofthe steady state operating point,and usually manyperfor mances of circuits are given based on steady-state,so it is very essential to analyze the steadystate of circuits.Analysis methods for steadystate ofnonlin…     

基于稳定性分析的微电网变流器系统阻抗设计

为解决微电网线路阻抗呈现阻性所带来的稳定性问题,采用控制提高微电网变流器的感性等效阻抗的方法被广泛应用.本文提出了一种微电网变流器系统阻抗设计方法,将微电网变流器的阻抗划分为内部阻抗和外部阻抗两部分.内部阻抗由微电网变流器的电压电流控制器、变流器侧滤波电感和滤波电容组成,外部阻抗由电网侧滤波电感和虚拟电感组成.采用伯德图对微电网变流器的内部阻抗传递函数进行了分析,得到了影响其阻抗特性的关鍵参数并给出了参考取值.建立微电网变流器并网状态下的小信号模型,给出了可提高微电网变流器稳定性的虚拟电感取值范围,采用定量法分析了控制参数变化对虚拟电感取值范围的影响.最后通过实验验证了设计方法的正确性.     

动车组MR-139型接地电阻的阻抗特性

动车组采用的MR-139型接地电阻在常温直流下为0．5欧姆纯阻型器件，能够保障动车组的良好接地，但在列车升降弓、主断路器动作等情况下，会产生高频高电压信号，对动车组车体形成电磁骚扰．本文针对MR139型接地电阻的高频特性展开研究，讨论了由于电阻器机械结构所引入的高频寄生参数，建立了该元件的高频等效电路模型，并简化出适合设计过程中预测计算的简化模型，设计了操作简单的测量方法，实现了在现场进行在线测试接地电阻的动态特性．     

动态参考电流控制三态Boost变换器的性能分析

为了提高工作于伪连续导电模式（pseudo continuous conduction mode,PCCM）的三态Boost变换器的效率、负载范围和瞬态响应性能,研究了一种动态参考电流（dynamic reference current,DRC）控制策略. 详细分析了DRC控制三态Boost变换器的工作原理,并比较了采用恒定参考电流（constant reference current,CRC）控制和DRC控制的三态Boost变换器的效率和负载瞬态响应性能,分别推导了它们的负载范围表达式,最后,通过实验对理论分析进行验证. 研究结果表明:与CRC控制相比,DRC控制三态Boost变换器的轻载效率提高了14%;在全负载范围内均能工作于PCCM模式,负载范围宽;负载减轻和增加时,调节时间分别减少了37.5%和32.0%,电压超调量分别减小了69.7%和61.9%,瞬态响应性能好.