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低开关损耗有源电力滤波器的滞环电流控制

华南理工大学学报（自然科学版） 2009年第11期37卷 76-82页

作者：曾江叶小军刘艳欧阳森华南理工大学电力学院广东广州510640

提出了一种调节滞环宽度、减少有源电力滤波器(APF)的开关损耗的方法.通过比较有源电力滤波器的各相输出参考电流,来调整各相的滞环宽度,以降低开关损耗较大的相的开关动作次数,同时提高开关损耗较小的相的开关动作频率,从而在保持总的... 详细信息

提出了一种调节滞环宽度、减少有源电力滤波器(APF)的开关损耗的方法.通过比较有源电力滤波器的各相输出参考电流,来调整各相的滞环宽度,以降低开关损耗较大的相的开关动作次数,同时提高开关损耗较小的相的开关动作频率,从而在保持总的控制精度的同时,降低总的开关损耗.该方法只需加入一个调整电路,即可明显降低有源电力滤波器的开关损耗.用电磁暂态程序进行的计算机仿真结果表明,该方法可在控制精度和开关频率基本相同的情况下,将有源电力滤波器的开关损耗降低10%以上,而且各相开关的温升也更加平稳.

关键词：有源电力滤波器滞环电流控制开关损耗滞环宽度

基于脉冲跳变SVPWM的单相中点钳位型H桥级联逆变器开关损耗解析计算

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电工技术学报 2020年第23期35卷 4877-4887页

作者：原景鑫朱俊杰聂子玲叶伟伟贾英杰董蕾海军工程大学舰船综合电力技术国防科技重点实验室武汉430033 海军装备部驻上海地区军事代表局驻宁波地区军事代表室宁波315000

为实现单相中点钳位(NPC)型H桥级联逆变器性能优化设计,分析基于脉冲跳变空间矢量脉宽调制(SVPWM)均压调制的开关损耗计算方法。针对开关管有效动作频率与控制频率不同、开关动作分散且无规律的问题,提出基于整体的开关损耗计算方法,直... 详细信息

为实现单相中点钳位(NPC)型H桥级联逆变器性能优化设计,分析基于脉冲跳变空间矢量脉宽调制(SVPWM)均压调制的开关损耗计算方法。针对开关管有效动作频率与控制频率不同、开关动作分散且无规律的问题,提出基于整体的开关损耗计算方法,直接计算得到所有开关的暂态损耗之和;针对均压冗余矢量动作不确定的问题,提出最值估算法对开关暂态损耗进行理论估算。仿真结果表明,推导的开关损耗解析式计算值与实际值的单个周期最大误差为9.55%,最小误差为1.29%,实验得到的损耗结果与理论值最大误差均在10%以内,表明该损耗解析式较为准确。

关键词：开关损耗单相中点钳位型H桥级联逆变器脉冲跳变空间矢量脉宽调制有效开关频率

一种以降低逆变器开关损耗为目标并考虑中点电位平衡的适用于中点钳位式三电平逆变器的调制方法

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中国电机工程学报 2016年第5期36卷 1376-1386页

作者：姜卫东赵德勇汪磊黄辉王永生合肥工业大学电气与自动化工程学院安徽省合肥市230009

介绍了中点钳位式(neutral point clamped,NPC)三电平逆变器载波脉冲宽度调制(carrier-based pulse width modulation,CBPWM)、空间矢量脉冲宽度调制(space vector PWM,SVPWM)、最小开关损耗脉冲宽度调制(switching loss minimize PWM,SLPWM)3种典型的调制策略。当中点电位偏移时,提出了一种非对称载波脉冲宽度调制(asymmetric carrier disposition PWM,ASPDPWM)策略,可以在中点电位偏移时输出正确的PWM序列,有效抑制逆变器输出的低频谐波含量。分析了基于载波移位脉冲宽度调制(carrier disposition PWM,PDPWM)策略的中点电位平衡方法。提出了一种SLMPWM和PDPWM混合调制策略,这两种调制策略的切换采用滞环控制方式。在实验室搭建了NPC三电平逆变器实验平台,通过阻感性负载和永磁同步电机负载验证了混合调制策略的有效性。实验结果验证了SLMPWM和PDPWM的混合调制策略能够有效降低开关损耗和控制中点电位。

关键词：中点钳位式(NPC) 三电平逆变器脉冲宽度调制中点电位开关损耗混合调制

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最小开关损耗VSVPWM技术的研究与仿真

电工技术学报 2001年第2期16卷 34-40页

作者：张桂斌徐政浙江大学电机系 310027

分析了电压空间矢量PWM (VSVPWM )的基本原理 ,指出在VSVPWM中每相每周期最多可有 12 0°的扇区不开关 ,通过零矢量作用时间的适当分配可以连续调整不开关扇区的位置。在此基础上提出了一种根据负荷功率因数角动态分配零矢量的方法 ,并... 详细信息

分析了电压空间矢量PWM (VSVPWM )的基本原理 ,指出在VSVPWM中每相每周期最多可有 12 0°的扇区不开关 ,通过零矢量作用时间的适当分配可以连续调整不开关扇区的位置。在此基础上提出了一种根据负荷功率因数角动态分配零矢量的方法 ,并引入了不开关扇区滞后角的概念。这种方法开关损耗最小 ,并可有效降低开关器件的最大开关电流 ,仿真结果证明了其可行性。

关键词：电压空间矢量PWM 开关损耗仿真直流制输电

飞跨电容多电平逆变器开关损耗最小PWM方法

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中国电机工程学报 2004年第8期24卷 51-55页

作者：王鸿雁邓焰赵荣祥何湘宁浙江大学电气工程学院浙江杭州310027

该文在理论分析的基础上建立了飞跨电容多电平逆变器载波相移PWM方法和空间矢量PWM方法之间的联系,并以此为依据,提出了飞跨电容多电平逆变器开关损耗最小PWM方法。与传统的载波相移PWM方法相比,该方法使飞跨电容多电平逆变器每相输出... 详细信息

该文在理论分析的基础上建立了飞跨电容多电平逆变器载波相移PWM方法和空间矢量PWM方法之间的联系,并以此为依据,提出了飞跨电容多电平逆变器开关损耗最小PWM方法。与传统的载波相移PWM方法相比,该方法使飞跨电容多电平逆变器每相输出在一个开关周期内有120°不开关区域;根据负载的功率因数角,通过调整注入的零序电压,使120°不开关区域最大程度地位于负载电流的最大处,因此该方法大大减小了开关损耗,提高了系统的效率。仿真和实验结果证明了该方法的正确性和可行性。

关键词：飞跨电容多电平逆变器开关损耗 PWM 二极管电路拓扑功率因数

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SiC MOSFET开关损耗测试方法研究

中国电机工程学报 2020年第9期40卷 2975-2982页

作者：郑丹张少昆李磊曹瀚范涛宁圃奇张瑾温旭辉中国科学院电力电子与电气驱动重点实验室(中国科学院电工研究所) 北京市海淀区100190 中国科学院大学北京市石景山区102209 北京市电动汽车协同创新中心北京市海淀区100081

准确测量金属氧化物半导体场效应晶体管(metaloxide-semiconductor,MOSFET)开关损耗,是正确评估碳化硅(silicon carbide,SiC)MOSFET开关特性、优化驱动电路、降低损耗的前提。由于SiC MOSFET具有较高的开关速度,传统的双脉冲测试方法存... 详细信息

准确测量金属氧化物半导体场效应晶体管(metaloxide-semiconductor,MOSFET)开关损耗,是正确评估碳化硅(silicon carbide,SiC)MOSFET开关特性、优化驱动电路、降低损耗的前提。由于SiC MOSFET具有较高的开关速度,传统的双脉冲测试方法存在测量延时、高频振荡等问题,导致损耗评估这一在Si IGBT时期并不严重的问题在SiC时代更加凸显。该文首先对理想开关过程进行分析,提出一种由开关时序特征来校准测量延时的方法,并考虑到实际开关过程中寄生参数的影响,对延时校准方法进行改进;其次分析开关暂态过程中的高频振荡,提出一种计算高频振荡产生附加开关损耗的方法,在保证器件安全的前提下,通过综合开关损耗最优原则对驱动电路参数进行筛选;最后以一款自主封装的全SiC MOSFET功率模块为例,对测试方法进行评估验证,设计结果应用于一款车用驱动控制器,和相同功率等级的Si IGBT控制器进行测试对比,证明文中方法的正确性和实用性。

关键词：碳化硅MOSFET 开关损耗延时补偿振荡

考虑寄生参数的功率MOSFET开关损耗简化计算方法

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电工技术学报 2021年第S2期36卷 591-599,609页

作者：马昆施永苏建徽赖纪东于翔合肥工业大学光伏系统教育部工程研究中心合肥230009

变换器设计过程中,金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的开关损耗计算是变换器散热设计和参数优化的理论依据之一。现有计算开关损耗的方法在数学建模过程中需要求解微分方程组,计算过程较为复杂,不利于实际工程应用。该文提出一种... 详细信息

变换器设计过程中,金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的开关损耗计算是变换器散热设计和参数优化的理论依据之一。现有计算开关损耗的方法在数学建模过程中需要求解微分方程组,计算过程较为复杂,不利于实际工程应用。该文提出一种简洁易用的MOSFET开关损耗简化计算方法。首先,推导出MOSFET非线性电容及跨导系数取值公式,并细化了MOSFET开关过程中的模态;然后,通过对各模态电流、电压波形进行分段线性近似处理,避免求解微分方程组,推导出相应模态的持续时间以及电流、电压的简化解析式及开关损耗计算公式;最后,通过对比计算结果和Pspice模型仿真结果,验证了该计算方法的准确性。

关键词：功率MOSFET 寄生参数开关损耗计算模型

考虑谐振回路损耗的辅助谐振换流极开关损耗分析

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电工技术学报 2014年第8期29卷 211-218页

作者：周飞姚修远吴学智李友敏北京交通大学电气工程学院北京100044

为了精确分析辅助谐振换流极(ARCP)软开关技术对变流设备开关损耗的影响,本文在考虑了谐振回路杂散参数的基础上,对ARCP软开关技术换流过程进行详尽的分析,通过数学推导建立了更为准确的ARCP换流方程和开关损耗模型。最后通过实验验证... 详细信息

为了精确分析辅助谐振换流极(ARCP)软开关技术对变流设备开关损耗的影响,本文在考虑了谐振回路杂散参数的基础上,对ARCP软开关技术换流过程进行详尽的分析,通过数学推导建立了更为准确的ARCP换流方程和开关损耗模型。最后通过实验验证了换流方程以及ARCP损耗模型的正确性。研究表明,尽管ARCP软开关技术能够基本消除功率器件的开关损耗,但是谐振回路带来了额外的损耗。因此ARCP软开关技术的理想模型不再适用,必须考虑各部分杂散参数对ARCP的影响,并在设计中尽量减小杂散参数,否则很难达到提高效率的目的。

关键词：辅助谐振换流极软开关开关损耗杂散参数谐振损耗

一种实现VIENNA整流器开关损耗降低和中点电压平衡的新型不连续PWM策略

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中国电机工程学报 2022年第11期42卷 4125-4137页

作者：王金平季圣植姜卫东刘圣宇姜浩然合肥工业大学电气与自动化工程学院安徽省合肥市230009

Vienna整流器是一种能量单向流动的升压型整流器,被广泛应用到风力发电机系统、通信电源以及电动汽车等场合。为了减少Vienna整流器的开关损耗,通常使用非连续脉宽调制(discontinuous pulse width modulation,DPWM),但这会导致中点电压... 详细信息

Vienna整流器是一种能量单向流动的升压型整流器,被广泛应用到风力发电机系统、通信电源以及电动汽车等场合。为了减少Vienna整流器的开关损耗,通常使用非连续脉宽调制(discontinuous pulse width modulation,DPWM),但这会导致中点电压产生直流偏移和交流纹波。文中提出一种新型适用于Vienna整流器的基于载波的DPWM(carri-erbased DPWM,CB_DPWM)方法以减少开关损耗,并选择合适的钳位模式控制中点电压。为了避免在更改钳位模式时发生多余的开关动作,还采用一种改进的脉冲序列方法。综合对比传统的DPWM及所提出的CB_DPWM在开关损耗和中点电压纹波方面的性能。实验结果表明,CB_DPWM具有良好的中点电压控制能力,能有效降低开关损耗。

关键词： Vienna整流器中点电压非连续脉宽调制开关损耗