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隔离型单极双Sepic光伏逆变器研究

太阳能学报 2018年第5期39卷 1302-1308页

作者：岳舟湖南人文科技学院能源与机电工程学院

为减小逆变器的体积,提高系统的功率和效率,提出一种隔离型单极双Sepic光伏逆变器。首先详细阐述该逆变器的电路拓扑结构和工作原理,然后对该电路的参数进行设计,并对隔离型单极双Sepic光伏逆变器的电压闭环控制方法进行分析,采用Matlab... 详细信息

为减小逆变器的体积,提高系统的功率和效率,提出一种隔离型单极双Sepic光伏逆变器。首先详细阐述该逆变器的电路拓扑结构和工作原理,然后对该电路的参数进行设计,并对隔离型单极双Sepic光伏逆变器的电压闭环控制方法进行分析,采用Matlab/Simulink仿真工具建立系统仿真模型,对系统进行稳态和动态仿真研究,通过仿真研究和样机实验验证所提拓扑结构的正确性和控制方法的有效性。

关键词：隔离型光伏逆变器闭环控制样机测试

采用交变脉冲电源单元的隔离型多输入直流变换器

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电工技术学报 2012年第7期27卷 174-183页

作者：刘福鑫阮洁阮新波杨东升李艳南京航空航天大学自动化学院电气工程系南京210016

多输入直流变换器(MIC)实现多种能源输入,可同时或分时向负载提供能量,具有优先利用能源、简化系统结构及降低系统成本等优点,因此适用于新能源联合供电系统。本文针对输入输出隔离场合,提出采用交变脉冲电源单元构建隔离型MIC的方法:... 详细信息

多输入直流变换器(MIC)实现多种能源输入,可同时或分时向负载提供能量,具有优先利用能源、简化系统结构及降低系统成本等优点,因此适用于新能源联合供电系统。本文针对输入输出隔离场合,提出采用交变脉冲电源单元构建隔离型MIC的方法:根据交变脉冲电源单元组合规则推导出基本隔离型MIC,利用最大功率传输原则确定MIC的控制策略,通过分析开关管的开关时序对基本隔离型MIC进行简化,进而得到多种不同类型的简化隔离型MIC拓扑。本文将详细给出通过交变脉冲电源单元构建隔离型MIC的方法,并以将半桥三电平单元与全桥单元组合而成的双输入变换器为例,采用有效的能量管理策略实现两输入源的功率分配,最后通过一个1kW的原理样机验证理论分析的正确性。

关键词：多输入隔离型交变脉冲电源单元新能源联合供电系统

新型无无功环流的双向隔离型DC/DC变换器

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中国电机工程学报 2018年第S1期38卷 201-208页

作者：郭洪玮吴学智王伟荆龙王旭亮武文国家能源主动配电网技术研发中心(北京交通大学) 北京市海淀区100044 北京电动车辆协同创新中心(北京交通大学) 北京市海淀区100044 国家电网公司北京市西城区100031

随着双向隔离型DC/DC变换器在新能源、电动汽车及柔性变电站等领域的应用日益增多,变换器拓扑也层出不穷。传统拓扑中存在的无功环流影响着变换器的稳定性及效率,成为目前亟待解决的问题。提出一种新拓扑,其优点是没有无功环流,工作效率... 详细信息

随着双向隔离型DC/DC变换器在新能源、电动汽车及柔性变电站等领域的应用日益增多,变换器拓扑也层出不穷。传统拓扑中存在的无功环流影响着变换器的稳定性及效率,成为目前亟待解决的问题。提出一种新拓扑,其优点是没有无功环流,工作效率高,动态响应快,功率双向流动。首先介绍了所提拓扑的工作原理和控制方法,并根据实际应用提出吸收回路设计方案。最后,将仿真结果与双有源全桥拓扑进行对比,并通过实验结果表明,该拓扑可以实现功率双向流动且不存在无功环流。

关键词：隔离型双向DC/DC变换器无功环流吸收回路

一种宽电压输入高功率密度低噪声三相隔离型逆变器

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西南交通大学学报 2022年第6期57卷 1358-1367页

作者：王恒利王瑞田高山揭贵生海军工程大学舰船综合电力技术国防科技重点实验室湖北武汉430033

随着舰船综合电力系统向小型化、轻型化、高效率和隐形化方向不断发展,储能环节逐渐成为发电系统的重要组成部分,对于变配电系统的三相隔离型逆变器来说,面临着直流电压范围宽、交流电能质量要求高的挑战,而且需要尽可能提高功率密度、... 详细信息

随着舰船综合电力系统向小型化、轻型化、高效率和隐形化方向不断发展,储能环节逐渐成为发电系统的重要组成部分,对于变配电系统的三相隔离型逆变器来说,面临着直流电压范围宽、交流电能质量要求高的挑战,而且需要尽可能提高功率密度、降低噪声干扰.为此,提出了一种高功率密度低噪声的三相二重化逆变器工频隔离拓扑.首先,采用多重化技术以提高等效开关频率,达到相电压四倍频五电平的效果,降低声学噪声和振动噪声,减小隔振降噪设备的体积质量;其次,采用载波移相调制策略降低共模电磁噪声,减小EMI(electromagnetic interference)滤波器的体积质量;最后,采用磁集成技术和立体卷铁芯结构减小隔离变压器和输出滤波电感的体积质量.通过实验证明:与传统拓扑结构相比,新型拓扑的声学噪声降低了8 dBA,振动噪声全频段范围都比传统拓扑低;体积功率密度达到136 kW/m3,质量功率密度达到116 kW/t,整机效率达到93.5%.

关键词：多重化逆变器隔离型功率密度噪声

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矩阵式隔离型双向AC-DC变换器控制策略

电工技术学报 2019年第12期34卷 2499-2506页

作者：梅杨黄伟超刘子毓北方工业大学北京市变频技术工程技术研究中心

针对矩阵式隔离型双向AC-DC变换器,提出一种控制策略,即前级矩阵变换电路和后级全桥电路的调制策略以及矩阵变换器双向开关的换流方法。其中,前级矩阵变换电路的调制基于双线电压调制思路,对扇区进行重新划分,调整和优化开关状态选择,... 详细信息

针对矩阵式隔离型双向AC-DC变换器,提出一种控制策略,即前级矩阵变换电路和后级全桥电路的调制策略以及矩阵变换器双向开关的换流方法。其中,前级矩阵变换电路的调制基于双线电压调制思路,对扇区进行重新划分,调整和优化开关状态选择,以满足简化换流需求,后级全桥电路根据前级矩阵变换电路的调制策略,配合前级调节脉冲宽度进行协调控制,双向开关换流采用基于交流电压相对大小的两步换流方法。仿真和实验结果表明,在整流和逆变模式下,矩阵式隔离型双向AC-DC变换器均能保证网侧电流正弦,功率因数接近于1,输出电压电流可以保持恒定。由此证明,提出的控制策略,可实现变换器能量双向变换,且输入输出性能优良。

关键词： AC-DC变换器矩阵变换器控制策略隔离型

单相高频隔离型直接AC-AC变换器的无电压尖峰调制策略

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电力自动化设备 2020年第11期40卷 169-174页

作者：吴凤江卜宏泽张如昊哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院黑龙江哈尔滨150001

高频隔离型直接AC-AC变换器的传统调制策略会产生电压尖峰,存在极大的安全隐患。分析了传统移相式调制策略产生电压尖峰的本质原因,即无法保证变压器电流与输出侧电感电流的平滑过渡。进一步提出原边采用脉宽调制控制、副边采用工频同... 详细信息

高频隔离型直接AC-AC变换器的传统调制策略会产生电压尖峰,存在极大的安全隐患。分析了传统移相式调制策略产生电压尖峰的本质原因,即无法保证变压器电流与输出侧电感电流的平滑过渡。进一步提出原边采用脉宽调制控制、副边采用工频同步控制的新型调制策略,在每个开关周期内均保证了由续流态转到功率传输态之前变压器电流与输出侧电感电流相等,从而避免了电流跳变,也由此彻底消除了电压尖峰。详细的实验结果证明了所提调制策略的正确性和可行性。

关键词：直接AC-AC变换变换器隔离型电压尖峰调制策略

基于Class E谐振电路的隔离型高频DC-DC变换器

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电工技术学报 2020年第22期35卷 4750-4760页

作者：管乐诗施震宇王懿杰王卫徐殿国哈尔滨工业大学电气工程学院哈尔滨150001

该文研究一种基于Class E谐振电路的隔离型高频DC-DC变换器。通过对开关管电流、阻抗特性的分析,得到开关管两端电压应力的降低方法。研究了基波、2次谐波和3次谐波电压的最优组合。构建基于平面变压器的隔离型阻抗网络,充分利用变压器... 详细信息

该文研究一种基于Class E谐振电路的隔离型高频DC-DC变换器。通过对开关管电流、阻抗特性的分析,得到开关管两端电压应力的降低方法。研究了基波、2次谐波和3次谐波电压的最优组合。构建基于平面变压器的隔离型阻抗网络,充分利用变压器的漏感、励磁电感实现满足低电压应力需求的阻抗网络。搭建20MHz实验样机并说明了所采用的驱动方法和控制方法。通过实验验证可知,系统开关器件可以工作在低电压应力及低开关损耗条件下。

关键词： Class E 隔离型高频变换器

隔离型SEPIC漏感影响及其吸收电路的研究

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电子技术应用 2016年第4期42卷 135-138页

作者：陈琦王勤许子龙伍群芳南京航空航天大学自动化学院江苏南京211106

研究了隔离型SEPIC变换器,该拓扑具有Boost型输入结构和高功率因素特性,输入电流纹波小,被广泛应用于带PFC的LED驱动、新能源发电系统等场合。详细分析了该电路工作原理以及相关的电压应力,介绍了减小漏感的变压器绕制方法,并针对隔离型... 详细信息

研究了隔离型SEPIC变换器,该拓扑具有Boost型输入结构和高功率因素特性,输入电流纹波小,被广泛应用于带PFC的LED驱动、新能源发电系统等场合。详细分析了该电路工作原理以及相关的电压应力,介绍了减小漏感的变压器绕制方法,并针对隔离型SEPIC变换器特点,设计了漏感能量吸收电路。最后搭建了一台200 W样机进行实验,验证了理论分析的正确性。

关键词：低输入纹波隔离型漏感 RCD缓冲

隔离型模块化多电平DC-DC变换器的设计和控制策略的研究

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隔离型模块化多电平DC-DC变换器的设计和控制策略的研究

作者：张毅哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

高压直流输电适宜远距离输电,有利于大规模可再生能源的接入,虽然当今全球已有大量直流输电的应用工程,但大部分的设计仍是“点对点”的连接,究其原因很重要的一点是直流电网缺少DC-DC变换器或直流变压器。对比传统的交流电网,直流输电... 详细信息

高压直流输电适宜远距离输电,有利于大规模可再生能源的接入,虽然当今全球已有大量直流输电的应用工程,但大部分的设计仍是“点对点”的连接,究其原因很重要的一点是直流电网缺少DC-DC变换器或直流变压器。对比传统的交流电网,直流输电由于缺乏DC-DC变换器无法像交流电网一样实现复杂的能量调度,因此直流变压器技术的研究对直流输电非常重要。目前,高压大容量DC-DC变换器已提出许多不同的拓扑结构,其中主要分为LC谐振型和模块化型。LC谐振型由于大量依赖等被动器件,开关应力大,优势不明显;而模块型使用中低压器件的串联实现高压,相对更成熟,其中隔离型模块化多电平DC-DC变换器(IMMDC)是这一类型的典型结构,其利用一个变压器从交流侧将两个MMC进行连接,实现直流变压的能力,具有故障阻断的能力,被视为直流输电场合中最具潜力的DC-DC变换器之一。本文以隔离型模块化多电平DC-DC变换器为主要研究对象,从三个方面对其结构和控制进行详细地讨论和分析:首先,对其结构的数学模型和被控对象的状态方程进行了推导,根据其数学模型设计相应的电路参数,搭建了三相600V/10kW的实验平台,其中每个桥臂7个子模块,共84个子模块,并通过两种不同的实验条件对变换器的设计和基本的控制策略进行详细地验证。其次,针对IMMDC直接启动存在较大的电流冲击以及无控充电无法实现子模块电容电压达到额定值这两个问题,本文对IMMDC的启动过程进行了详细分析并提出了软启动的控制策略,该策略针对“双侧接有源直流”以及“单侧接有源直流”两种不同的工况进行了分别讨论,其中双侧接有源直流时采用恒流预充电的控制策略,而单侧接有源直流时分别采取离线计算和闭环控制两种不同方法进行验证,实现了IMMDC在不同工况下的正常启动,并进行了仿真和实验的详细验证验证。最后,针对IMMDC的稳态运行,本文着重讨论了被现有文献所忽略的无功功率,深入分析了IMMDC内部的无功功率对有功功率传输能力以及器件选型的影响,发现了无功功率均分时有功功率传输能力最大,子模块电容电压波动最小,并基于比例谐振控制器控制相角相等实现最优无功功率的控制,并通过了仿真和实验的验证。

关键词：隔离型模块化 DC-DC变换器启动策略无功功率控制