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一种新型开关电容准谐振多电平逆变器

电源学报 2024年第2期22卷 121-131页

作者：梁国壮聂辰浩田涵雷河北科技大学电气工程学院石家庄050018 四川大学电气工程学院成都610065

针对现有多电平逆变器充电过程存在电流尖峰和电压波动问题,提出一种新型准谐振五电平逆变器。简言之,采用载波层叠脉宽调制方案,将开关电容技术与传统五电平逆变器相结合,减小了前级承受的累加电平,实现了五电平输出;并在电容充电过程... 详细信息

针对现有多电平逆变器充电过程存在电流尖峰和电压波动问题,提出一种新型准谐振五电平逆变器。简言之,采用载波层叠脉宽调制方案,将开关电容技术与传统五电平逆变器相结合,减小了前级承受的累加电平,实现了五电平输出;并在电容充电过程与串接电感谐振,消除了电流尖峰和电压波动,同时减轻了电容的发热问题,延长电路的使用寿命。最后,对所提结构进行了仿真验证,其结果证明了所提逆变器结构方案的正确性和可行性。

关键词：多电平逆变器开关电容载波层叠脉宽调制准谐振

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一种具有自动功率因数校正和功率解耦能力的单级整流器

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电工技术学报 2022年第9期37卷 2329-2340页

作者：田涵雷夏益文陈茂林梁国壮四川大学电气工程学院河北科技大学电气工程学院

为应对整流器内部损耗少、能量传输路径短的新趋势，同时消除影响系统稳定性的电解电容元件，提出一种具有功率解耦能力的单级整流器。与现有工作比较，所提整流器功率器件可分时复用，实现了低成本和高功率密度运行。基于能量路径优化... 详细信息

为应对整流器内部损耗少、能量传输路径短的新趋势，同时消除影响系统稳定性的电解电容元件，提出一种具有功率解耦能力的单级整流器。与现有工作比较，所提整流器功率器件可分时复用，实现了低成本和高功率密度运行。基于能量路径优化推演，大部分能量可直接转移到负载，无需中间环节，保证了较高的转化效率；采用较大电压纹波的薄膜电容替代电解电容消纳脉动功率，有效衰减了母线电压对大电容的依赖，延长了系统整体寿命。此外，所提整流器可实现自动功率因数校正（PFC），控制策略简单易行，可获得近似1的功率因数。最后，搭建额定输出功率110W的实验样机，验证了该整流器的可行性。

关键词：无电解电容功率因数校正功率解耦能量路径

具有功率解耦能力的单级无桥式虚拟三端口整流器

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电工技术学报 2022年第8期37卷 2006-2017页

作者：田涵雷夏益文陈茂林梁国壮四川大学电气工程学院河北科技大学电气工程学院

为消除电解电容对高亮度发光二极管（HB-LEDs）寿命的影响，并迎合轻量化设计理念，提出一种具有功率解耦能力的单级无桥式虚拟三端口整流器。该拓扑采用路径优化的方式缩短能量传输路径，并通过功率器件共享的方式实现多级整合，极大... 详细信息

为消除电解电容对高亮度发光二极管（HB-LEDs）寿命的影响，并迎合轻量化设计理念，提出一种具有功率解耦能力的单级无桥式虚拟三端口整流器。该拓扑采用路径优化的方式缩短能量传输路径，并通过功率器件共享的方式实现多级整合，极大地提升了器件利用率与电路功率密度；虚拟第三端口专用于功率解耦，从而有效缓解系统对大电容的依赖，为薄膜电容替代电解电容提供可能。此外，所提整流器可实现功率因数校正（PFC），控制单元简单、易行。该文分析该整流器的工作原理，详述关键电路的参数设计，并通过额定输出功率为90W的实验样机验证了该整流器的优越性。

关键词：电解电容功率因数校正(PFC) 功率解耦三端口整流器

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一种新型开关电容准谐振多电平逆变器

电源学报 2022年

作者：梁国壮聂辰浩田涵雷河北科技大学电气工程学院四川大学电气工程学院

针对现有多电平逆变器充电过程存在电流尖峰和电压波动问题，论文提出一种新型准谐振五电平逆变器。简言之，论文采用载波层叠脉宽调制方案，将开关电容技术与传统五电平逆变器相结合，减小了前级承受的累加电平，实现了五电平输出；并... 详细信息

针对现有多电平逆变器充电过程存在电流尖峰和电压波动问题，论文提出一种新型准谐振五电平逆变器。简言之，论文采用载波层叠脉宽调制方案，将开关电容技术与传统五电平逆变器相结合，减小了前级承受的累加电平，实现了五电平输出；并在电容充电过程与串接电感谐振，消除了电流尖峰和电压波动，同时减轻了电容的发热问题，延长电路的使用寿命。最后，论文对所提结构进行了仿真验证，其结果证明了所提出逆变器结构方案的正确性和可行性。

关键词：多电平逆变器开关电容载波层叠脉宽调制准谐振

具有高电压增益和功率解耦能力的单相非隔离型光伏逆变器研究

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中国电机工程学报 2022年

作者：田涵雷陈茂林梁国壮孟鑫四川大学电气工程学院河北科技大学电气工程学院

为解决现有非隔离型光伏并网逆变器拓扑漏电流大、并网电流谐波大和光伏侧功率脉动等问题，提出一种具有功率解耦能力的共地型非隔离单相光伏逆变器。该逆变器在Boost变换器的基础上，通过引入开关电容技术，使电网中性点和光伏阵列负...

为解决现有非隔离型光伏并网逆变器拓扑漏电流大、并网电流谐波大和光伏侧功率脉动等问题，提出一种具有功率解耦能力的共地型非隔离单相光伏逆变器。该逆变器在Boost变换器的基础上，通过引入开关电容技术，使电网中性点和光伏阵列负端直接相连，理论上可完全消除漏电流。由于多器件和单元的分时复用，所提逆变器无需额外器件，便得到功率解耦和较高的电压增益；同时优化的控制策略可确保该逆变器适应较大解耦电容的电压纹波。本文详细介绍了新型拓扑的工作原理、模态、性能表现和控制策略。最后，通过额定输出功率为300W的实验样机验证了该逆变器的优越性能。

关键词：

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计及轻量化设计的多电平光伏逆变器

电工技术学报 2023年第16期38卷 4301-4311页

作者：田涵雷韩沛松唐嵩峰陈茂林梁国壮河北科技大学电气工程学院石家庄050018 四川大学电气工程学院成都610065

为满足轻量化设计而直接移除变压器将导致光伏阵列对地的杂散电容存在共模漏电流,给整体系统造成电磁干扰和安全性问题。同时,多电平设计降低了输出电压谐波分量和器件电压应力。鉴于此,提出一种非隔离型共地式多电平光伏逆变器,简言之... 详细信息

为满足轻量化设计而直接移除变压器将导致光伏阵列对地的杂散电容存在共模漏电流,给整体系统造成电磁干扰和安全性问题。同时,多电平设计降低了输出电压谐波分量和器件电压应力。鉴于此,提出一种非隔离型共地式多电平光伏逆变器,简言之,该逆变器通过引入新型开关电容网络,得到输入侧负极与输出侧中性点相连接的拓扑结构,理论上可完全消除杂散电容对地的共模漏电流。同时,相较于桥式电路,所提电路输入侧电压利用率高,克服了对其电压等级的依赖和天气条件的限制。此外,提出一种前馈空间矢量调制(FSVM)策略,完成输出变量与波动的电容电压解耦。最后,通过搭建一个220 V/1 kW的实验平台来验证所提方案的正确性和可行性。

关键词：非隔离型逆变器光伏系统共模漏电流多电平

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集成功率解耦的虚拟三端口PFC变换器研究

中国电机工程学报 2022年

作者：田涵雷康健曹媛陈茂林梁国壮四川大学河北科技大学天津大学

针对消除电解电容之后产生的直流侧双频振荡的问题，提出一种具有自动功率因数校正和功率解耦能力的新型三端口AC/DC变换器。与其他传统变换器拓扑相比，该变换器将主电路与辅助电路进行高度整合，通过共享主电路开关器件的方式，有效...

针对消除电解电容之后产生的直流侧双频振荡的问题，提出一种具有自动功率因数校正和功率解耦能力的新型三端口AC/DC变换器。与其他传统变换器拓扑相比，该变换器将主电路与辅助电路进行高度整合，通过共享主电路开关器件的方式，有效减少了功率器件的冗余度；整个系统仅包含两个有源器件。辅助电路作为第三端口专用于处理脉动功率，为陶瓷电容替换电解电容提供了可能。此外，所设计的陶瓷电容有效缓解了高次谐波对电网的污染，因此只需采用小型电磁干扰(electromagnetic interference， EMI)电路，便可到达预期效果。本文系统阐述了该变换器的工作原理和模态，详细分析了参数设计和控制策略。最后，通过额定功率为75 W的实验样机验证了该变换器的可行性和优越性。

关键词：

预制拼装桥面板湿接缝构造型式及其性能研究进展

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中国公路学报 2024年

作者：胡梦涵贾振雷韩强杜修力惠斌北京市市政工程设计研究总院有限公司北京工业大学桥梁工程安全与韧性全国重点实验室清华大学土木工程系北京建筑大学土木与交通工程学院

预制拼装桥面板以施工速度快，低碳环保，对既有交通和周围环境干扰小等优势逐渐成为桥梁工程领域的研究热点之一。预制拼装桥面板的施工速度、整体性和耐久性主要取决于接缝型式、构造与材料等。湿接缝以其现场浇筑量小，施工容差大，... 详细信息

预制拼装桥面板以施工速度快，低碳环保，对既有交通和周围环境干扰小等优势逐渐成为桥梁工程领域的研究热点之一。预制拼装桥面板的施工速度、整体性和耐久性主要取决于接缝型式、构造与材料等。湿接缝以其现场浇筑量小，施工容差大，整体性能好等优势逐渐成为预制拼装桥面板普遍采用的接缝型式。对预制拼装桥面板湿接缝的研究进行了较为系统的梳理和总结。首先介绍了常见湿接缝的类型和性能，并阐述了基于高性能材料湿接缝的构造型式和力学性能，重点探讨了预埋钢筋湿接缝和预应力湿接缝的抗弯、抗剪和抗拉承载力预测模型与计算方法；在此基础上，通过实际工程应用与实践阐明了预制拼装桥面板湿接缝的工程应用价值；指出了预制拼装桥面板湿接缝的发展趋势和进一步需要开展的研究工作。总结出基于高性能材料，研发性能优越、构造简单、施工便捷且兼顾经济性的湿接缝连接构造仍然是前提，以及创新性的湿接缝在弯矩、剪力和疲劳等作用下的工作机制、失效机理和力学性能预测模型及计算公式等是基础，预制拼装桥面板湿接缝面向工程的实用设计方法等是关键。以期为预制拼装桥面板应用提供广阔视野和技术支撑。

关键词：桥梁工程预制拼装桥面板湿接缝高性能土木工程材料力学性能分析模型

一种具有功率解耦能力的单级无桥式虚拟三端口整流器

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电工技术学报 2022年

作者：田涵雷夏益文陈茂林梁国壮四川大学电气工程学院河北科技大学电气工程学院

为消除电解电容对高亮度发光二极管（HB-LEDs）寿命的影响，并迎合轻量化设计理念，提出一种具有功率解耦能力的单级无桥式虚拟三端口整流器。该拓扑采用路径优化的方式缩短能量传输路径，并通过功率器件共享的方式实现多级整合，极大地提升了器件利用率与电路功率密度；虚拟第三端口专用于功率解耦，从而有效缓解系统对大电容的依赖，为薄膜电容替代电解电容提供可能。此外，所提变换器可实现功率因数校正（PFC），控制单元简单、易行。该文分析该变换器的工作原理，详述关键电路的参数设计。最后，通过额定输出功率为90W的实验样机验证了该整流器的优越性。

关键词：电解电容功率因数校正(PFC) 功率解耦三端口整流器