【摘 要】
：
传统Boost与Cuk变换器电压应力低,电流纹波大,故提出一种Boost-Cuk组合变换器拓扑。同时用倍压单元替代输入电感,并将输入与输出电感进行磁集成,得到含倍压单元的磁集成Boost-Cuk组合变换器。分析了电容值不同时的电路工作模态,给出了电压增益和电压应力,可知电压增益明显提高;同时选择最佳方式进行集成,并给出了设计准则,电流纹波得到了明显减小,也减小了变换器的体积。并分析了电容不平衡引发的二极管的尖峰电流,以此来选择合适的器件,仿真与实验结果验证了理论分析的正确性。
【机 构】
：
辽宁工程技术大学电气与控制工程学院,三亚学院理工学院
【基金项目】
：
辽宁省自然科学基金面上项目(2019-160),海南省自然科学基金(517813)。
论文部分内容阅读
传统Boost与Cuk变换器电压应力低,电流纹波大,故提出一种Boost-Cuk组合变换器拓扑。同时用倍压单元替代输入电感,并将输入与输出电感进行磁集成,得到含倍压单元的磁集成Boost-Cuk组合变换器。分析了电容值不同时的电路工作模态,给出了电压增益和电压应力,可知电压增益明显提高;同时选择最佳方式进行集成,并给出了设计准则,电流纹波得到了明显减小,也减小了变换器的体积。并分析了电容不平衡引发的二极管的尖峰电流,以此来选择合适的器件,仿真与实验结果验证了理论分析的正确性。
其他文献
光伏电站大规模接入电网系统,其容量占比越来越高,对电网运行带了极大挑战,迫切需要光伏电站呈现一种可调度性。同时,光伏逆变器的快速响应特性为光伏电站具备快速功率调控,支持系统一次调频功能提供了条件。在此提出场站级自动发电控制(AGC)系统与带死区延时的有功-频率下垂控制组成的协调控制技术,实现光伏电站参与电网的一次调频。最后,在陕西某光伏电站进行试验,通过频率扰动、AGC协调试验两种情况验证了一次调频技术的可行性与有效性。
数字控制系统因其固有的控制延时问题,严重影响了控制系统的稳定性及带宽。动态电压恢复器(DVR)需要对系统的电压暂降进行毫秒级的快速补偿,对系统的动态特性和鲁棒性的要求尤其严格。此处提出一种双采样单立即刷新的方法,可以有效地消除计算延时,并将数字控制延时减小到0.5拍脉宽调制(PWM)更新延时,提高了系统的控制性能和鲁棒性。重点分析了双采样单立即刷新方法在三相三电平拓扑中的应用,并建立了DVR系统的数学模型,对采用双采样单立即刷新方法的数字控制延时特性进行了研究,并分析了其对控制系统稳定性和动态特性的影响。
针对三相四线制低压供电系统电压波动和非线性谐波电流污染的特点,设计了一种能够解决多种复杂电能质量问题的统一电能质量调节器(UPQC)。该系统采用了模块化设计的思路,采用高频隔离DC/DC代替工频隔离变压器,可实现并联侧谐波电流的精确补偿及串联侧电压跌落、谐波电压的快速补偿特性。此处给出了不同组成部分的控制策略,并通过实验验证了该拓扑结构的可行性和有效性。
组串式光伏集群逆变器系统并网后会引发谐振,给系统带来不利影响。为抑制集群并网谐振,建立集群逆变器的数学模型,研究分析了谐振机理与谐振特性,提出一种基于混合阻尼的全局谐振抑制策略。该策略在逆变器电流环中引入电容电流反馈与并网电压比例前馈作为有源阻尼,以削弱并网电流的谐波;在此基础上加入RLC型二阶谐振抑制电路作为无源阻尼,以抑制系统谐振,使集群并网时逆变器输出电流满足并网条件。仿真和实验结果表明,3台组串式光伏集群逆变器采用该策略后,并网电流总谐波畸变率(THD)由10.54%下降至1.97%,有效抑制了并
基于LCL滤波器状态变量反馈的有源阻尼(AD)方法具有实现简单、鲁棒性强的优点,但需要配备高精度传感器,增加了系统成本。此处提出基于负带通滤波器等效二阶微分环节反馈进网电流以实现AD的方法,可与进网电流控制器共用同一个电流传感器。详细讨论了提出的AD方法的参数设计方法,并分析了其稳态、动态、延时补偿和背景谐波抑制特性。最后,建立了并网逆变器样机验证了上述分析的正确性。
针对隔离型DC/DC电源的性能测试,设计了一种非隔离双向DC/DC电子负载。该电子负载拓扑结构为四开关Buck-Boost(FSBB)电路,采用单调制波双载波控制方式可在Buck模式、Buck-Boost模式和Boost模式间实现三模式平滑过渡,基于负载数学模型,采用双闭环控制及模型跟踪,可以模拟各类电池和负载的I-U特性,与隔离型DC/DC被测电源构成了直流电封闭能量循环系统。测试系统具有结构简单、高效、宽电压范围等优点。最后搭建了一台6 kW电子负载实验样机平台,并验证了设计方案的可行性。
Super Boost变换器拓扑凭借输入/输出电流连续、高功率密度和高效率等优点,在航天器电源领域得到了广泛应用。在采用耦合电感并加入输入纹波抵消支路(RCN)后,可进一步减小电感体积,并实现输入电流零纹波,但现有文献尚未给出详细的论述和设计指导。此处分析了电感耦合系数的影响,并给出了RCN阻尼网络及隔直电容设计参考。搭建了一台1200 W的基于纹波抵消及耦合电感的Super Boost变换器实验样机,验证了参数设计的准确性及变换器可实现输入电流零纹波、高功率密度和高效率的特点。
以含光伏源的微网为研究对象,首先提出了一种适应于并网和离网模式的下垂控制策略,光伏源的控制策略无需随着并离网状态的改变进行切换,可以实现并网平滑转离网。离网后同一母线的各个变流器自动调节功率输出,且功率分配均匀,输出电压质量高;然后提出了预同步控制策略,可以有效减小变流器并网过程的电流冲击,实现离网平滑转并网;最后通过搭建试验平台验证了所提控制策略的可行性和有效性。
中点箝位(NPC)变流器基于载波脉宽调制(PWM)控制,采用带死区互补驱动信号发生时,对于NPC变流器会产生二极管短导通时间电压过冲现象,此时二极管从瞬态导通状态反向恢复引发过大的浪涌电压,容易导致炸机。对导致二极管短导通时间电压过冲问题的窄脉冲按要求进行合理展宽的限制算法,有效解决了系统二极管短导通时间电压过冲问题,不影响正常的PWM和电流谐波,大大提高了系统的可靠性,该方法简单、实用、不受使用条件的限制,无需增加额外的硬件电路,适合工程应用。此处提出了一种高压功率变流器二极管短导通时间电压过冲抑制方法
此处提出了一种用于电路仿真的碳化硅肖特基二极管(SiC SBD)模型,并且详细提取了模型参数。该模型精确考虑了二极管的反向I-U特性,并且简化了电阻温控模型。模型中的电压控制电流源被分为两个电流源,正向偏置电流源和反向偏置电流源。所提出模型的参数均从数据表中提取。PSpice电路仿真软件已经实现了提出的新模型。与传统的PSpice仿真模型相比,该新模型的准确性更高。同时,此处建立了一个降压变换器来比较SiC SBD和硅(Si)二极管的性能。