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燃料电池用大升压比DC/DC器双闭环控制

电机与控制学报 2011年第10期15卷 28-35页

作者：全书海郝世强黄亮武汉理工大学自动化学院湖北武汉430070

为提高燃料电池用大升压比DC/DC变换器的抗扰性能,提出一种参数自调整双闭环控制器。电流内环采用增益补偿和动态自调整PI参数方法,以消除宽范围电压输入引起的不良控制效果,并提高对负载大范围变化的自适应能力;电压外环采用一种模糊... 详细信息

为提高燃料电池用大升压比DC/DC变换器的抗扰性能,提出一种参数自调整双闭环控制器。电流内环采用增益补偿和动态自调整PI参数方法,以消除宽范围电压输入引起的不良控制效果,并提高对负载大范围变化的自适应能力;电压外环采用一种模糊推理与变参数PI控制相结合的方式,组成复合电压控制器,其动态调节划分为线性、模糊和复合3个控制区域,提高了对大范围负载扰动的抑制能力。该控制器应用于一台30～70 V输入、360 V输出、额定功率3kW的DC/DC变换器。实验结果表明,相比于常规控制器,新型双闭环控制器对变换器输入和负载扰动具有更快的响应速度,更小的输出超调,实现了各静态工作点间快速平稳切换。

关键词：燃料电池大升压比新型双闭环控制增益补偿模糊推理

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大升压比DC/DC变换器抽头储能电感设计

电力系统及其自动化学报 2020年第12期32卷 112-118页

作者：陈亦文吴立华罗思绪福建省新能源发电与电能变换重点实验室(福州大学) 福州350008

磁性元件的设计较为依赖经验公式和方法,设计结果通常具有一定的不确定性。针对大升压比DC/DC变换器提出了利用占空比、升压比和电流突变量三者之间的约束进行估算抽头储能电感关键参数的设计方法,提出了Maxwell电磁场仿真和Psim电路仿... 详细信息

磁性元件的设计较为依赖经验公式和方法,设计结果通常具有一定的不确定性。针对大升压比DC/DC变换器提出了利用占空比、升压比和电流突变量三者之间的约束进行估算抽头储能电感关键参数的设计方法,提出了Maxwell电磁场仿真和Psim电路仿真相结合的抽头储能电感绕制方案的寻优。仿真结果表明,所估算的理论参数正确,通过仿真能获得变换器在使用不同绕制方式下电感产生的不同系统性能参数,方便设计者根据实际需求来寻找最合适的制作方案。

关键词：大升压比变换器抽头储能电感仿真分析

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大升压比三相Boost型并网逆变器研究

大升压比三相Boost型并网逆变器研究

作者：王磊福州大学

学位级别：硕士

随着世界能源危机的日趋严重，开发可再生清洁能源已成为全世界各国的关注热点。并网逆变器能将各种可再生能源转化的蓄电池、太阳能电池和燃料电池等直流电能变换成交流电能，并且并入电网，实现并网发电，是使用可再生能源的关键技术... 详细信息

随着世界能源危机的日趋严重，开发可再生清洁能源已成为全世界各国的关注热点。并网逆变器能将各种可再生能源转化的蓄电池、太阳能电池和燃料电池等直流电能变换成交流电能，并且并入电网，实现并网发电，是使用可再生能源的关键技术，在新能源的开发与利用领域有着至关重要的地位。本文详细论述了并网逆变技术的现状与发展，对并网逆变器做了深入研究，并首次提出了大升压比三相Boost型并网逆变器电路拓扑。该电路通过单级功率变换实现并网逆变，具有结构简单、体积小、重量轻、寿命长等优点，同时具有较大的升压作用，更适合于太阳能电池低压输出的并网逆变场合。本文对大升压比三相Boost型并网逆变器的电路拓扑、SPWM控制策略、原理特性、工作模态、最大功率点跟踪控制策略、关键电路参数设计准则等进行了深入的理论研究，同时提出并研究了一种新颖的与电网电压同步的数字化三相基准正弦电路，该基准电路与三相电网电压同步、输出电压THD小、幅值可调但不受电网电压波动的影响、简单实用、价格低廉等优点。3kVA40-60VDC/380V50HzAC大升压比三相Boost型并网逆变器理论分析与仿真研究证实了该电路拓扑的正确性与可行性，该并网逆变器可以实现高质量的并网电流输出，且能实现电网无功的调节。Boost型并网逆变器与Buck、Buck-Boost型并网逆变器一起构成了完整统一的并网逆变理论。

关键词：三相Boost 并网逆变器大升压比三相基准正弦电路

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大升压比准Z源三端口三相集成发电系统

大升压比准Z源三端口三相集成发电系统

作者：徐庚青岛大学

学位级别：硕士

逆变器是太阳能光伏发电系统的重要组成部分。与PWM逆变器相比,准Z源逆变器具有单级升降压变换、桥臂允许直通或开路、功率开关不需死区或叠流时间、输出波形质量高等优点而得到了广泛应用。准Z源逆变器直流侧升压因子与交流侧调制度之... 详细信息

逆变器是太阳能光伏发电系统的重要组成部分。与PWM逆变器相比,准Z源逆变器具有单级升降压变换、桥臂允许直通或开路、功率开关不需死区或叠流时间、输出波形质量高等优点而得到了广泛应用。准Z源逆变器直流侧升压因子与交流侧调制度之间相互制约,存在升压能力弱、功率开关电压应力大等缺陷。此外,光伏独立供电系统的稳定性还会受到光照等外界环境的影响。因此,在提高准Z源升压能力的同时,减小其体积和重量,提高光伏供电稳定性是当前需要重点解决的问题,具有重要的理论价值和工程应用价值。本文在论述了传统准Z源逆变器、三端口PWM逆变器发展与现状的基础上,提出了一种大升压比准Z源三端口三相集成发电系统,并对其电路拓扑、能量管理控制策略、稳态原理特性、电压传输比表达式、大升压比磁集成阻抗网络和主要电路参数设计等关键技术进行深入的理论分析、仿真与实验探究,获得了重要结论。所提出的大升压比准Z源三端口三相集成发电系统电路拓扑,是由输入滤波电容、大升压比磁集成阻抗网络、复合有源钳位电路、三相逆变桥以及三相LC滤波电路依序级联构成,并且在大升压比磁集成阻抗网络末端储能电容并接蓄电池充放电开关电路。其中,大升压比磁集成阻抗网络是由三个集成在一个UIU磁芯上的耦合电感、四个储能电容、两个二极管构成,复合有源钳位电路是由一个谐振电感、一个钳位电容、一个辅助开关构成。所提出的光伏和蓄电池主从功率分配改进SVPWM能量管理控制策略,通过比较光伏电池最大输出功率与负载所需功率确定蓄电池能量存储端口的工作模式,保证系统在各种动态条件下的稳定。深入研究了大升压比准Z源三端口三相集成发电系统的稳态原理特性,包括附加复合有源钳位电路的高频开关过程分析、磁集成电感的交流和直流磁通分析、大升压比磁集成阻抗网络建模等,推导了系统电压传输比表达式、磁集成阻抗网络、输入滤波电容、复合有源箝位电路、输出滤波器、功率开关电压和电流应力等关键电路参数设计准则。采用所提出的电路拓扑和能量管理控制策略,设计并研制了1k VA 80-110VDC/220V50Hz AC大升压比准Z源三端口三相集成发电系统实验样机,其PSIM仿真和实验结果表明,所提出的集成发电系统具有单级功率变换、升压能力强、体积重量小、逆变桥和复合有源箝位电路实现了零电压开关、供电可靠性高、输出波形质量好等优良性能。

关键词：准Z源逆变器大升压比磁集成阻抗网络三端口发电系统

低输入电流纹波大升压比差动Boost型逆变器研究

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电源学报 2022年第2期20卷 57-65页

作者：陈艳慧汪达鑫屈艾文福州大学电气工程与自动化学院福州350116 国网三明供电公司三明355000

为减少功率变换级数以及低频纹波对输入直流电源的影响,具有大升压能力和低输入纹波的单相逆变器具有重要的研究意义。深入研究了大升压比差动Boost逆变器电路拓扑、纹波抑制策略、电流纹波回路、输入电流反馈和输出电压复合控制策略。... 详细信息

为减少功率变换级数以及低频纹波对输入直流电源的影响,具有大升压能力和低输入纹波的单相逆变器具有重要的研究意义。深入研究了大升压比差动Boost逆变器电路拓扑、纹波抑制策略、电流纹波回路、输入电流反馈和输出电压复合控制策略。在传统波形控制基础上,通过输入电流反馈在输出滤波电容上叠加低频偶次电压,进一步减小输入电流中相应偶次谐波分量,使逆变器输出侧低频脉动功率在输出滤波电容与负载之间传递,阻断其向输入源传递;采用前馈与比例积分控制策略提高输出电压质量和输入电流质量。不同负载下的实验结果验证了此变换器的可行性。

关键词：大升压比低频纹波抑制输入电流反馈单相逆变器

BSG电机驱动的大升压比变换电源研究与实现

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BSG电机驱动的大升压比变换电源研究与实现

作者：冯倩武汉理工大学

学位级别：硕士

BSG弱混合动力汽车综合了普通燃油汽车与电动车的优点，通过前级的热电转换装置，将汽车尾气中的热能转换为电能，并储存到蓄电池中。蓄电池后级通过一个大升压比变换电源为BSG电机工作提供稳定电压，从而消除了发动机的怠速状态，使燃... 详细信息

BSG弱混合动力汽车综合了普通燃油汽车与电动车的优点，通过前级的热电转换装置，将汽车尾气中的热能转换为电能，并储存到蓄电池中。蓄电池后级通过一个大升压比变换电源为BSG电机工作提供稳定电压，从而消除了发动机的怠速状态，使燃油车的油耗降低，实现节能与环保的目的。而BSG电机功率驱动单元的大升压比变换电源是混合动力汽车的关键技术之一，是汽车行驶过程中能量传递转换的重要部件，因此研究设计高效率的大升压比变换电源对提高整车综合性能有着十分重要的意义。主要研究内容如下：分析对比了几种不同的移相全桥软开关拓扑的优缺点，采用滞后臂串联二极管的移相全桥ZVZCS拓扑结构作为主电路拓扑，对其工作原理进行了详细的分析，根据课题参数指标要求，结合软开关的实现条件，对主电路参数进行设计，在此基础上，利用orCAD16.5/PSpice仿真软件建立主电路仿真模型，完成仿真分析后验证主电路参数设计满足要求。根据状态空间平均法，建立了滞后臂串联二极管的移相全桥ZVZCS拓扑的小信号模型，推导出系统传递函数。基于TMS320F28335的DSP数字控制系统设计了模糊自适应PID控制器，并且利用Matlab进行仿真，验证与传统PID控制器相比，模糊自适应PID控制器具有更好的动态和静态性能。同时论文给出了移相PWM的控制策略以及系统软件设计主要流程图。设计并制作3kW的实验样机，完成样机实验调试，结合实验数据和实验波形，验证采用滞后臂串二极管的移相全桥ZVZCS拓扑参数设计合理，因此所设计的用于BSG电机驱动的大升压比变换电源满足课题要求。

关键词： BSG弱混合动力大升压比移相全桥 ZVZCS变换电源 DSP 模糊自适应

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1kW大升压比DC/DC变换器设计与实现

机电设备 2016年第5期33卷 32-36页

作者：袁立军海军驻上海江南造船(集团)有限公司军事代表室上海201913

设计了一种基于耦合电感倍压结构的高增益变换器。通过耦合电感的倍压结构既能实现很高的电压增益,又能降低开关管的电压应力。同时,通过无源钳位电路抑制了开关管关断电压尖峰,回收了漏感能量。二极管的反向恢复电流较小,减小了开关损... 详细信息

设计了一种基于耦合电感倍压结构的高增益变换器。通过耦合电感的倍压结构既能实现很高的电压增益,又能降低开关管的电压应力。同时,通过无源钳位电路抑制了开关管关断电压尖峰,回收了漏感能量。二极管的反向恢复电流较小,减小了开关损耗。最后设计了一台48 V输入、380 V输出1 k W的试验样机,实验结果验证了理论分析的正确性。

关键词：大升压比变换器耦合电感

倍压整流电路在DC/DC大升压比电路中的应用

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电气传动 2021年第14期51卷 23-27页

作者：张国森张一鸣张云睿高俊侠北京工业大学信息学部北京100124

针对随钻核磁共振测井仪对井下高压电源的设计需求,采用一种半桥形式的倍压整流电路结构,解决了大升压比DC/DC电路中变压器体积及寄生参数的控制问题,同时抛弃传统LC滤波输出,基本消除了整流二极管的高压振铃问题,有利于整流二极管的选... 详细信息

针对随钻核磁共振测井仪对井下高压电源的设计需求,采用一种半桥形式的倍压整流电路结构,解决了大升压比DC/DC电路中变压器体积及寄生参数的控制问题,同时抛弃传统LC滤波输出,基本消除了整流二极管的高压振铃问题,有利于整流二极管的选型工作。其次,通过变压器漏感和倍压电容的谐振,优化电流波形,进一步减轻整流二极管及开关管的电流应力及功率耗散。最终,通过设计实验室原理样机,验证上述设计的可行性。

关键词：核磁共振测井倍压整流大升压比 DC/DC开关电源

具有两种可选拓扑的柔性DC-DC变换器研究

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电源学报 2024年

作者：赵猛付明李亚飞马千里朱庆刘乙国网江苏省电力公司苏州供电公司国网电力科学研究院国电南瑞科技股份有限公司

提出一种具有四个输出端子的柔性DC-DC变换器。根据输出端子之间不同的连接方式，该变换器可在三电平Boost和图腾柱Boost两种拓扑之间切换。分析两种拓扑的工作模态和稳态特性，讨论各自适合的应用场景以及切换的条件和实现方式。分析... 详细信息

提出一种具有四个输出端子的柔性DC-DC变换器。根据输出端子之间不同的连接方式，该变换器可在三电平Boost和图腾柱Boost两种拓扑之间切换。分析两种拓扑的工作模态和稳态特性，讨论各自适合的应用场景以及切换的条件和实现方式。分析并验证图腾柱Boost拓扑具有大升压比的特点。在PSIM仿真环境搭建电路模型，设计元件参数并给出相关仿真结果。对一台峰值效率为98.5%的640W硬件样机进行测试，并给出部分关键波形。仿真和硬件实验结果表明，该柔性DC-DC变换器具有应用灵活、电路结构较为简单以及效率较高的特点。

关键词：柔性变换器三电平Boost 图腾柱Boost 大升压比