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基于S/SP补偿拓扑的强抗偏移感应式无线电能传输系统

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中国电机工程学报 2023年第4期43卷 1525-1536页

作者：麦建伟曾宪瑞刘治钢宋鼎谷鹏王懿杰徐殿国哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院黑龙江省哈尔滨市150001 北京空间飞行器总体设计部北京市海淀区100094

针对感应式电能传输(inductive power transfer,IPT)系统偏移造成输出电压不稳定和效率低下的问题,提出一种强抗偏移的S/SP补偿IPT系统,该系统在变耦合变自感和变耦合不变自感两种情况下均能保证较小的输出电压波动和较高的传输效率。首... 详细信息

针对感应式电能传输(inductive power transfer,IPT)系统偏移造成输出电压不稳定和效率低下的问题,提出一种强抗偏移的S/SP补偿IPT系统,该系统在变耦合变自感和变耦合不变自感两种情况下均能保证较小的输出电压波动和较高的传输效率。首先,基于Maxwell有限元仿真,分析罐型磁心松耦合变压器的磁通分布和磁场分布特性,总结不同方向偏移的参数变化规律。然后,提出一种提高系统抗偏移能力的S/SP补偿参数设计方法,得到相应的磁耦合机构设计准则,并结合磁仿真数据,通过数值计算方式求得系统输出波动和输入阻抗角的变化规律。最后,通过实验验证文中采用罐型磁心和新型S/SP补偿拓扑实现多方向偏移下高效率、低波动无线电能传输的可行性。在额定负载下,系统沿纵向和水平方向偏移的输出电压波动分别为2.7%和3.1%,传输效率维持在90.8%~94.3%。

关键词：感应式无线电能传输 S/SP补偿拓扑二端口网络罐型磁心抗偏移

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应用于投影仪的高频数字化金卤灯电子镇流器

电工技术学报 2012年第4期27卷 166-172页

作者：王懿杰张相军王卫徐殿国哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院哈尔滨150001

提出一种全新的应用于投影仪用金卤灯电子镇流器的数字化控制方案。采用了LCC的谐振启动方式,在控制时考虑了系统无源元件的偏差问题,提出了一种自适应的启动方式,提高了启动的可靠性并降低了系统的成本。在过渡阶段使用了开环控制方案... 详细信息

提出一种全新的应用于投影仪用金卤灯电子镇流器的数字化控制方案。采用了LCC的谐振启动方式,在控制时考虑了系统无源元件的偏差问题,提出了一种自适应的启动方式,提高了启动的可靠性并降低了系统的成本。在过渡阶段使用了开环控制方案,使过渡更加平稳,不会产生过大的电流和电压冲击。提出一种简单的闭环控制方案,使灯功率能够可靠闭环,不会出现功率过冲。对于金卤灯中常见的声谐振问题,此处采用高频调制的驱动方式。实验中,制作了一个150W的样机,经测试系统能够可靠启动、过渡平稳,稳态时功率恒定,系统效率高达93%且无声谐振现象发生。

关键词：金卤灯电子镇流器谐振启动数字控制闭环控制声谐振

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电流源驱动电路效率提升及损耗分析研究

电工技术学报 2021年第S2期36卷 610-618页

作者：桑汐坤王懿杰徐殿国哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院哈尔滨150001

该文对一种新型电流源门极驱动电路的两种不同的工作方式进行研究,为了分析系统参数对两种工作方式下驱动电路损耗的影响,对电路的工作模态和各部分的功耗进行详细的分析。此外,还对两种工作方式下驱动电路的损耗进行比较,从系统损耗的... 详细信息

该文对一种新型电流源门极驱动电路的两种不同的工作方式进行研究,为了分析系统参数对两种工作方式下驱动电路损耗的影响,对电路的工作模态和各部分的功耗进行详细的分析。此外,还对两种工作方式下驱动电路的损耗进行比较,从系统损耗的角度提出这种电流源门极驱动电路在两种工作方式下的选择方法。最终,将该电流源驱动电路应用到改进型SEPIC升压变换器中,通过实验测试分析了开关管驱动信号的开通关断过程,并与传统Si8271电压源驱动做出对比分析,进一步验证了该电流源驱动电路对于提升系统效率的意义。

关键词：电流源门极驱动谐振驱动损耗分析效率提升

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一种高频高升压比改进型Sepic变换器

电工技术学报 2019年第16期34卷 3366-3372页

作者：高珊珊王懿杰徐殿国哈尔滨工业大学电气工程系

随着对高电压增益特性需求的不断增长,传统Boost电路由于过大的占空比已不再适用。该文在传统Sepic电路的基础上,通过两个二极管、三个电容和一个变压器的集成,提出了一种改进型Sepic变换器。通过采用平面磁性元件,磁心的体积不会增加,... 详细信息

随着对高电压增益特性需求的不断增长,传统Boost电路由于过大的占空比已不再适用。该文在传统Sepic电路的基础上,通过两个二极管、三个电容和一个变压器的集成,提出了一种改进型Sepic变换器。通过采用平面磁性元件,磁心的体积不会增加,同时获得了较高的电压增益和较低的电压应力。此外,实现了开关管的零电压开通(ZVS),有效降低了由开关频率的增加而带来的开关损耗。详细介绍所提变换器的工作原理和参数设计过程,并制作了80W的样机,验证理论分析的准确性,满载时效率可达到92.6%。

关键词：高频高升压比低电压应力软开关 Sepic

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准谐振改进型SEPIC变换器建模与分析

电源学报 2023年第5期21卷 9-15页

作者：吴靖夏晓春蒋燕萍郑伟彦高珊珊王懿杰国网浙江省电力有限公司杭州供电公司杭州310009 浙江大有实业有限公司杭州科技发展分公司杭州310052 哈尔滨工业大学电气工程系哈尔滨150001

凭借高电压增益及低电压应力的特点,改进型SEPIC变换器广泛地应用于光伏、不间断电源等领域。同时由于其具有良好的软开关特性,可应用于高频场合,以提升功率密度。为了拓宽负载变化范围,改善动态响应,其数学模型的建立至关重要。采用广... 详细信息

凭借高电压增益及低电压应力的特点,改进型SEPIC变换器广泛地应用于光伏、不间断电源等领域。同时由于其具有良好的软开关特性,可应用于高频场合,以提升功率密度。为了拓宽负载变化范围,改善动态响应,其数学模型的建立至关重要。采用广义状态空间平均法,对基于开关电感的准谐振改进型SEPIC变换器进行建模,建立其对应的小信号模型,并得到系统输出的传递函数。使用K-factor的方法设计补偿器,优化系统的动态性能,设计恒流输出的数字控制实现方法,并通过实验进行了验证。

关键词：高电压增益 SEPIC 小信号模型广义状态空间平均法

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一种用于LED路灯照明的单级交直流变换器

电机与控制学报 2010年第12期14卷 68-74页

作者：王懿杰张相军王卫徐殿国哈尔滨工业大学电气学院黑龙江哈尔滨150001

提出一种单级用于高亮发光二极管路灯照明系统的交直流变换器。通过共用半桥的上下桥臂,形成两路工作于断续模式的boost电路,由于两路boost电路工作在交错并联模式下,其母线电压只略高于输入,所以即使在高输入电压情况下,系统仍然具有... 详细信息

提出一种单级用于高亮发光二极管路灯照明系统的交直流变换器。通过共用半桥的上下桥臂,形成两路工作于断续模式的boost电路,由于两路boost电路工作在交错并联模式下,其母线电压只略高于输入,所以即使在高输入电压情况下,系统仍然具有较低电压以及电流应力。半桥负载采用LLC谐振负载,其原边开关管工作在零电压开通状态,副边整流二极管工作在零电流关断状态,减小了系统开关损耗,提高了系统效率。经仿真分析,所提交直流变换器能够实现功率因数校正的作用,并且其可工作在软开关状态下。实验中制作了一个100 W样机,经测试,在40%～100%负载范围内,其功率因数大于0.96,总谐波含量小于10%,在满载时效率高达91.1%。

关键词：交直流变换器交错并联 LLC谐振变换器零电压开通零电流关断

针对GaN器件的非对称双路同步谐振栅极驱动电路

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电工技术学报 2021年第20期36卷 4185-4193页

作者：高珊珊王懿杰刘怡宁徐殿国哈尔滨工业大学电气工程系哈尔滨150001

近年来,氮化镓(GaN)器件凭借其开关速度快、导通电阻小等优点被广泛应用于电力电子变换器中,与此同时,谐振栅极驱动电路也受到广泛的关注,特别是在高开关频率、小功率的应用场合中,用以降低驱动电路的损耗。然而,与硅器件不同的是,GaN... 详细信息

近年来,氮化镓(GaN)器件凭借其开关速度快、导通电阻小等优点被广泛应用于电力电子变换器中,与此同时,谐振栅极驱动电路也受到广泛的关注,特别是在高开关频率、小功率的应用场合中,用以降低驱动电路的损耗。然而,与硅器件不同的是,GaN器件的开通阈值电压相对较低,且没有体二极管,反向导通压降较大,因此传统的谐振栅极驱动电路不适使用GaN器件。该文针对高频应用场合中寄生参数易引起驱动信号振荡的问题,结合GaN器件特点,提出一种非对称电压的谐振栅极驱动电路。此外,对于需要两个同步开关的应用场合,如开关电感变换器等,采用具有两个二次侧的变压器实现两路隔离同相驱动信号的输出。该文介绍了谐振栅极驱动电路的工作原理,并以效率最优的原则设计电路参数,设计一台开关频率为1MHz的驱动电路样机,并进行实验验证,实验结果与理论分析结果吻合较好。

关键词：氮化镓谐振驱动电路谐振电感损耗分析

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高频数字化小功率金卤灯电子镇流器的研究

高频数字化小功率金卤灯电子镇流器的研究

作者：王懿杰哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

金属卤化物灯是气体放电灯(HID)中的一种,它具有显色性好、寿命长、光效高等诸多优点,近年来得到了广泛的发展。小功率金属卤化物灯是金属卤化物灯中的重要一员,主要应用于室内照明,由于其与现代生活息息相关,所以在近年来发展非常迅速... 详细信息

金属卤化物灯是气体放电灯(HID)中的一种,它具有显色性好、寿命长、光效高等诸多优点,近年来得到了广泛的发展。小功率金属卤化物灯是金属卤化物灯中的重要一员,主要应用于室内照明,由于其与现代生活息息相关,所以在近年来发展非常迅速。作为与HID灯配套使用的镇流器,目前正由笨重低效的电感镇流器向轻便高效的电子镇流器过渡。本论文所研究的是一种由廉价的8位单片机智能控制,能够完全避免声谐振现象发生的小功率金卤灯电子镇流器。此镇流器能够可靠启动,并能在发生故障时自动封锁输出以保护电路,其效率可达90%以上。本论文没有采用常用的LCsCp的启动方式,而是采用了一种新型脉冲启动电路。相对于LCsCp的方式,该电路对半桥开关管的电流冲击很小。声谐振现象一直是小功率金卤灯电子镇流器发展的障碍。本论文采用一种压频转换电路,首先单片机的低频信号被转化为直流信号,此直流信号通过压频转换电路被转化为半桥逆变电路的高频驱动信号。此时镇流器将工作在超高频状态下,避开了发生声谐振的频率段,从而有效的抑制了声谐振的发生。由于节能的需要以及特定场合的需求,调光功能一直是电子镇流器中一个前沿的技术。本论文使用调频调光的方法,使HID灯能够在很宽的范围内实现功率的平稳过渡。为实现定时调光功能,本论文还将使用一种时钟芯片来作为调光的基准时间。

关键词：电子镇流器声谐振脉冲调光

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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功率二极管的启发式教学方法研究

电气电子教学学报 2023年第3期45卷 142-145页

作者：管乐诗王懿杰杨明哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院哈尔滨150001

近年来“电力电子技术”在电气工程教学体系的系列课程中所起到的作用越来越凸显。如何在现有的教学体系条件下,尽可能发掘学生的主观能动性,不断激发学生思考问题的能力成为教师所面临的难题。以功率二极管器件部分的教学内容为例,阐... 详细信息

近年来“电力电子技术”在电气工程教学体系的系列课程中所起到的作用越来越凸显。如何在现有的教学体系条件下,尽可能发掘学生的主观能动性,不断激发学生思考问题的能力成为教师所面临的难题。以功率二极管器件部分的教学内容为例,阐述了如何将启发式教学应用于相关授课内容,并说明了具体实施方式,希望能够借助该教学案例为该课程其他教学内容采用启发式教学提供借鉴和参考。

关键词：电力电子技术启发式教学功率二极管