LLC谐振变换器中IGBT的死区时间分析及优化设计

IGBT死区时间的合理设置是零电压开关(ZVS)型LLC变换器实现软开关的必要条件。在IGBT关断时,由于其输出电容非恒定,导致死区时间设置相对复杂。文章分析了IGBT的关断特性,指出在LLC谐振电路中工作结温越高,工作功率越大,越不利于实现软开关;提出应在最高工作结温和最大工作负载情况下设计最小和最大死区时间。最后,通过搭建60 kW的LLC变换器进行验证,试验结果与理论计算结果基本一致,验证了优化设计的准确性。     

一种基于谐振缓冲器原理的三相逆变器的研究

在分析目前软开关电路以及谐振缓冲器的发展现状基础上，给出了一种带有谐振缓冲器的逆变器实现方案。该逆变器具有单相换相、逆变器主开关管工作在ＺＶＳ零电压开关以及辅开关管工作在ＺＣＳ零电流开关环境下的特点。定量分析了该谐振缓冲器的工作原理以及控制策略。仿真及实验结果证明了该电路拓扑及控制方案的可行性。文章还给出了主开关管工作在开关频率为５０ ｋＨｚ时的各种波形及实验数据     

LLC谐振变换器的稳健性设计

设置合理的死区时间是保证LLC谐振变换器实现零电压开通(ZVS)的重要环节。实际工程应用中,由于加工工艺分散性等原因,谐振槽元器件参数值会存在一定的波动,导致同一批次产品的理论死区时间范围不尽相同且难以确定,从而无法保证批量产品实现软开关性能的一致性。文章首先对ZVS型LLC谐振变换器的死区时间设置范围进行理论推导和分析;然后采用以正交设计、信噪比分析方法为基础的田口设计方法对LLC谐振参数的中心值和容差进行了基于死区时间上下限范围的稳健性优化设计;最后,通过蒙特卡洛方法产生大量虚拟样本对设计结果进行了仿真验证。结果表明,优化后的谐振参数设计方案大大降低了结电容放电时间和谐振电流反向时间的波动分散性,加大了死区时间选择的窗口裕度,提高了该型LLC谐振变换器在全负载范围内实现软开关性能的一致性能力。     

高效率软开关磁悬浮控制器电源研究

针对传统的磁悬浮控制器电源采用硬开关拓扑实现,转换效率不高,发热严重,可靠性低,无法适用于磁悬浮系统的高温环境的特点,研究和提出一种基于LLC谐振变换器拓扑的磁悬浮控制电源。该拓扑不但能实现主次侧开关管的ZVS,而且能实现二次侧二极管的ZCS,可以大大提高磁悬浮电源的转换效率和可靠性。试验测试结果表明:330 V额定输入电压下,磁悬浮控制器电源满载效率高达92%。     

LLC谐振全桥软开关DC/DC变换器研究

为适应变流产品高频化、高功率密度化的发展趋势,重点介绍了LLC谐振软开关电路的工作原理,研究了LLC谐振网络主要数学关系,分析了软开关实现的理论条件。提出了LLC谐振软开关电路在工程上实现软开关的3个约束,结电容放电时间约束、一次侧电流过零约束和频率匹配约束。在此基础上搭建了1台60kW基于LLC谐振软开关的DC/DC变换器,并通过试验验证了设计的可行性。     

基于前端LCL谐振式推挽变换器

提出了一种前端LCL谐振式变换器,其前级为功率因数校正（PFC）,后级为采用数字控制的逆变器。设计并制作了一台AC220V输出的1kW试验样机,对实验样机测试的结果表明,前级升压电路实现了零电压开通（ZVS）,后级电路实现了闭环控制,整个系统动态与稳态性能均较好,理论分析正确。     

客车车辆单相逆变器的研制

为研制出高效可靠的单相AC 220V电源,已有过一些不同的主、控电路方案,其中采用软开关技术是目前技术发展的一个方向.介绍了客车车辆单相逆变器的主电路结构、工作原理以及逆变器软件控制策略.经试验验证,单相逆变器的升压部分采用了零电压软开关技术,效率更高,噪声更小,运行更可靠.     

城轨高频辅助变流器LLC谐振变换器优化设计研究

研究了DC 750 V供电系统的高频辅助变流器LLC谐振变换器的工作情况,找出了该功率等级下LLC难以实现软开关的关键问题,并提出了如何优化该系统参数的建议。最后,通过仿真和试验结果验证了结论的准确性。     

智能型充电机在高速动车组中的应用

介绍了充电机的技术参数、电路结构及工作原理,分析了移相全桥ZVS变换器的工作原理及工作运行模式;并通过MATLAB模拟仿真对系统参数进行仿真验证,最后,通过充电机联调试验站完成地面联调试验,验证了充电机的各项性能指标达到设计要求。     

地铁车辆辅助逆变器DC/DC 高频隔离电路的设计与分析简

介绍了一种地铁车辆辅助逆变器使用的DC/DC高频隔离电路,其在超前臂上并联谐振电容器以实现零电压开关,在变压器二次侧采用辅助回路以实现滞后臂的零电流开关,从而实现DC/DC全桥电路的零电压零电流软开关。仿真和样机实验结果验证了该电路的有效性和实用性。     

一种基于ZCT软开关的三相PWM逆变器技术

采用软开关技术可以有效地减小开关动作带来的损耗,但由于增加了辅助回路,又会造成额外的损耗。文章介绍了一种基于零电流转移（ZCT）软开关的三相光伏并网逆变器,分析了这种软开关技术的工作原理,并提出了一种软开关谐振参数的设计方法,从而使软开关的总损耗最小。同时对研制的100kVA软开关光伏并网逆变器样机进行了实验,并对软、硬开关的开关损耗进行了对比研究。     

光伏并网逆变器零电压穿越控制策略的研究

针对光伏电站电网故障时突然脱网的不利影响,设计了一种光伏逆变器零电压穿越控制策略。采用基于电网电压正序分量的快速锁相技术,并根据电网电压的跌落深度给予并网点电压一定的无功支撑,实现了电网瞬时脱网情况下的不间断运行。250kW半实物仿真实验结果验证了该技术方案的有效性和可靠性。     

广州地铁动车组三相辅助电源用十二脉冲逆变器

介绍了十二脉冲逆变器的基本电路结构，论述了其控制原理，阐述了电压均衡和谐波消除问题，运用表明，该十二脉冲逆变器具有低开关频率，优良的正弦波输出，高抗干扰性等特点。     

使用单开关元件实现软开关的新型准谐振直流环节PWM逆变器

介绍一种新型准谐振直流环节(QRDCL)逆变器.该逆变器只需使用一个开关元件即可在各种负载条件下建立零电压瞬间.逆变器开关元件所承受的最高电压维持在输入电压的1.01～1.1倍,其电路能够灵活地选择谐振环节的开关时间,使之与所采用的任何PWM技术同步,控制技术不需要逆变器开关来帮助在直流环节建立零电压瞬间,控制电路中不需要电压和电流传感器.文中阐述所提出QRDCL逆变器的工作原理,对其进行了详细分析,获得了实现软开关设计的理念.利用PSPICE软件对系统进行详细的仿真,以研究电路模型在各种负载条件下的可行性.最后给出了用该QRDCL PWM逆变器驱动三相异步电机的实验结果.     

新型单相谐振阻抗型混合电力滤波器的研究

为了进一步降低混合电力滤波器的有源滤波器容量,采用了一种新的混合电力滤波器的拓扑结构。新拓扑结构的基本思想是增加了和有源电力滤波器(APF)并联的LC基波谐振支路,并将APF控制成受控谐波电流源。LC基波谐波支路使得有源电力滤波器的额定电压和电流大大降低。分析了新型单相谐振阻抗型混合电力滤波器的工作原理及滤波特性。通过MATLAB/Simulink仿真,验证了新型单相谐振阻抗型混合电力滤波器的滤波特性。仿真结果表明这种新型混合电力滤波器具有优良的滤波性能。     

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。     

半桥串联谐振逆变器的非线性控制方案

本文介绍了半桥串联谐振逆变器的非线性控制方案的分析与设计,并提出了一个零电流转换非线性控制逆变器的设计.其电路拓扑包括两个功率开关、一个输出滤波器.逆变时,在功率通量回路中只有一个功率开关上有传导损耗.开关的零电流开通是通过扼流圈前级的辅助谐振回路实现的.非线性控制方案可以抑制直流输入扰动,并能对正弦脉宽调制控制进行有效的动态调节.我们使用了空间状态平均值的方法来对系统进行分析.文中以一个功率为500 W的逆变器作为设计示例,并对其性能进行评估,该逆变器在额定功率下,可以获得91%以上的效率.     

粘接技术在逆变器电极连接板中的应用

制作逆变器电极连接板的技术关键是两电极板间的粘接与绝缘处理。采用国产聚氨酯双面胶带作为两极板的绝缘介质，通过合理的粘接工艺，可使制得的逆变器电极连接板结构紧凑，粘接牢固，耐压AC5600V。     

双网卡技术在逆变器测试系统中的应用

为解决牵引逆变器测试系统中局域网通信问题,研究了一种双网卡通信技术。该方法利用双网卡代替路由器,实现了工控机与控制机箱、被测DCU机箱的网络通信。经过试验验证可知,在控制机箱和被测DCU机箱均安装服务器程序,且工控机安装客户端程序的工况下,需将双网卡IP地址设置在不同的网段内,才能正确实现数据通信。该方法已成功应用深圳地铁5号线牵引逆变器测试系统中。     

铁路车辆用电力电子变压器的技术动向

变压器是交流电压转换必不可少的装置,在降低重量和减小体积上仍有改进的余地,特别是低频变压器,其体积较大.如今,半导体技术的进步使变压器能够在任意频率下工作,其体积变小、重量变轻.上世纪90年代左右,日本采用半导体技术研发的电力电子变压器用作辅助电源装置的隔离型DC-DC变换器,2000年以后欧洲开发了用于主回路的电力电...