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低直流链电压尖峰的二极管辅助型优化Y源逆变器

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高电压技术 2023年第6期49卷 2569-2578页

作者：刘鸿鹏滕禹卢壮王卫东北电力大学电气工程学院现代电力系统仿真控制与绿色电能新技术教育部重点实验室吉林132012 哈尔滨工业大学电气工程及其自动化学院哈尔滨150001

耦合电感的引入使阻抗源逆变器的升压能力得到进一步提高,并改善了传统Z源拓扑中调制比与直通占空比之间的约束关系。然而,漏感的存在导致逆变器出现直流链电压尖峰,恶化了开关器件的工作条件,限制了逆变器的功率等级。为解决上述问题,... 详细信息

耦合电感的引入使阻抗源逆变器的升压能力得到进一步提高,并改善了传统Z源拓扑中调制比与直通占空比之间的约束关系。然而,漏感的存在导致逆变器出现直流链电压尖峰,恶化了开关器件的工作条件,限制了逆变器的功率等级。为解决上述问题,以优化型Y源逆变器为研究对象,提出一种低直流链电压尖峰的优化Y源拓扑结构,利用无源吸收回路确保逆变器状态切换时直流链电压的平滑过渡,消除了直流链电压尖峰。此外,新提出拓扑继承了优化型Y源逆变器的所有优点,并且在相同的直通占空比下,具有更高的升压能力。最后,通过对比二者的仿真和实验结果,验证了新拓扑在升压能力和抑制电压尖峰方面的优越性能。

关键词：耦合电感阻抗源逆变器漏感电压尖峰 Y源逆变器吸收回路

一种具有零纹波输出的高增益耦合电感Boost变换器

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太阳能学报 2022年第4期43卷 129-136页

作者：荣德生王宁孙瑄瑨辽宁工程技术大学电气与控制工程学院葫芦岛125105

为解决传统DC-DC变换器增益较低、电压应力较大等缺点,通过研究,以传统Boost变换器为基础,加入C-L-D倍压单元,并引入耦合电感倍压结构,提出一种具有零纹波输出特性的高升压变换器。变换器中C-D结构在进行倍压的同时还可作为钳位支路来... 详细信息

为解决传统DC-DC变换器增益较低、电压应力较大等缺点,通过研究,以传统Boost变换器为基础,加入C-L-D倍压单元,并引入耦合电感倍压结构,提出一种具有零纹波输出特性的高升压变换器。变换器中C-D结构在进行倍压的同时还可作为钳位支路来吸收引入耦合电感所产生的漏感,减少器件的堆叠以降低成本,此外电容与输出电感形成的单独回路使得输出电流不仅连续且具有零纹波特性。分析变换器的工作原理,对比不同变换器的电气性能,给出各项实验设计参数,搭建原型电路,通过实验与理论进行验证。

关键词：高增益耦合电感 Boost变换器漏感零纹波无源钳位

Boost电感反相绕组法的共模噪声抑制特性分析与设计

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中国电机工程学报 2022年第5期42卷 1946-1956页

作者：林苏斌周云张丽萍陈为福州大学电气工程与自动化学院福建省福州市350108

反相绕组法是抑制Boost变换器传导共模噪声的有效方法,但影响反相绕组法噪声抑制能力的因素很多,机理复杂,目前尚缺乏明确的反相绕组法优化设计的方法。针对大匝比反相绕组法,通过对共模噪声抑制机理的深入分析,建立大匝比反相绕组法的... 详细信息

反相绕组法是抑制Boost变换器传导共模噪声的有效方法,但影响反相绕组法噪声抑制能力的因素很多,机理复杂,目前尚缺乏明确的反相绕组法优化设计的方法。针对大匝比反相绕组法,通过对共模噪声抑制机理的深入分析,建立大匝比反相绕组法的插入损耗数学模型。基于插入损耗数学模型,明确补偿电容、漏感、反相绕组匝数是影响大匝比反相绕组法噪声抑制能力的关键因素。在此基础上,提出基于低频段共模噪声抑制效果最优原则的大匝比反相绕组法的设计方法。通过优选补偿电容、减小漏感、增大反相绕组等效匝比与漏感比值的方法,可扩大有效频段带宽,极大改善大匝比反相绕组法共模噪声抑制能力。实验结果表明,提出的大匝比反相绕组法可有效抑制Boost电路传导共模噪声。

关键词：反相绕组插入损耗漏感共模噪声

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基于镜像法的高频圆导线变压器漏感计算模型

中国电机工程学报 2023年

作者：赵志刚郑宇萱陈天缘刘朝阳葛雅婕省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室(河北工业大学) 河北省电磁场与电器可靠性重点实验室(河北工业大学)

高频变压器漏感是影响固态变压器功率传输特性及运行可靠性的一个重要参数，因此在设计阶段需要对其进行快速、精确的预测。由于数值法计算成本高昂，难以满足变压器设计阶段快速预测漏感的要求，目前常采用解析法计算漏感参数。基于一... 详细信息

高频变压器漏感是影响固态变压器功率传输特性及运行可靠性的一个重要参数，因此在设计阶段需要对其进行快速、精确的预测。由于数值法计算成本高昂，难以满足变压器设计阶段快速预测漏感的要求，目前常采用解析法计算漏感参数。基于一维磁场假设的计算模型忽略了绕组端部效应的影响，无法准确估计漏感。多数二维计算模型虽然考虑了横向漏磁通的影响，但泊松方程的求解及电流密度的级数表征导致其计算过程过于繁琐。因此本文基于镜像原理准确提取磁芯窗口区域的漏磁场，推导了该区域直流漏磁能量的解析表达式，并引入计及绕组集肤效应和邻近效应的频率相关因子，揭示了宽频区间内漏感的衰减规律，建立了能够同时考虑频变特性和绕组端部效应的漏感解析计算模型。最后，搭建了漏感测量平台，针对具有不同孔隙率的变压器样机开展了详细的实验研究。结果表明，所建立模型的最大相对误差不超过5%，验证了本文模型的准确性和有效性。

关键词：圆导线变压器漏感镜像原理端部效应频变特性

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一种改进型含吸收回路的准△源升压变换器

电源学报 2023年第1期21卷 17-25页

作者：房绪鹏薄常辉阚兴宸李鑫媛山东科技大学电气与自动化工程学院青岛266590

针对传统耦合电感网络变换器中漏感所导致的母线电压尖峰问题,在△源变换器的基础上,结合LCD吸收回路与箝位二极管的概念,提出具有母线电压尖峰吸收能力的准△源变换器电路拓扑。分析了传统△源变换器电压尖峰的产生原理,并将吸收回路... 详细信息

针对传统耦合电感网络变换器中漏感所导致的母线电压尖峰问题,在△源变换器的基础上,结合LCD吸收回路与箝位二极管的概念,提出具有母线电压尖峰吸收能力的准△源变换器电路拓扑。分析了传统△源变换器电压尖峰的产生原理,并将吸收回路对电压尖峰的抑制进行理论分析。与传统的耦合电感网络变换器的拓扑结构相比较,所提拓扑大大提高了升压能力,有效抑制了母线电压尖峰,降低了元器件的电压应力。运用MATLAB/Simulink软件对电路进行了仿真,并在仿真的基础上搭建了实验样机,实验结果与理论分析相一致,验证了改进型电路拓扑的可行性和实用性。

关键词：耦合电感网络漏感吸收回路电压尖峰准△源

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中频圆导线变压器漏感的精确解析计算

电工技术学报 2021年第15期36卷 3211-3220页

作者：尹浩苏建徽赖纪东于翔金陵光伏系统教育部工程研究中心(合肥工业大学) 合肥230009

中频变压器作为反激直流变换器的核心部件,变压器漏感过大时产生的尖峰电压对开关器件的影响是不可忽视的。另外在谐振直流变换器中,变压器漏感需要与谐振电容、频率匹配才能使电路达到理想工作状态。因此,在设计直流变换器时,对变压器... 详细信息

中频变压器作为反激直流变换器的核心部件,变压器漏感过大时产生的尖峰电压对开关器件的影响是不可忽视的。另外在谐振直流变换器中,变压器漏感需要与谐振电容、频率匹配才能使电路达到理想工作状态。因此,在设计直流变换器时,对变压器漏感进行精确的计算变得尤为重要。现有计算漏感的数值法无法灵活地运用于变压器设计中,解析法得到广泛的推广。目前中频圆导线变压器漏感的解析计算法大多基于面积等效法,但是等效后会使变压器窗口处绝缘区域面积偏大,漏感计算结果不够准确。另外也有对中频圆导线的频率效应进行直接分析,但忽略了匝间的不规则空隙,导致漏感计算结果偏小。为此,该文提出一种更加精确的漏感解析计算方法,不仅对圆导线的频率效应进行分析,而且考虑了匝间不规则空隙,以提高漏感的解析计算精度。最后基于搭建的变压器样机进行实验,验证了所提方法的正确性和有效性。

关键词：中频圆导线变压器漏感圆导线频率效应匝间不规则空隙解析计算法

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基于有限元的高频变压器分布参数计算与分析

高压电器 2023年

作者：江进波姚延东赵青马可陈锐徐林国网长阳供电公司三峡大学湖北省输电线路工程技术研究中心国网宜昌供电公司三峡大学电气与新能源学院

高频变压器的分布参数会影响其输出参数及性能，推导高频变压器副边分布电容以及漏感的解析表达式，发现绕组的绕制方式、分段分层结构、绝缘层厚度、绕组高度、绝缘介质等是影响其分布参数的主要因素。针对40 kV、20 kHz的高频变压器... 详细信息

高频变压器的分布参数会影响其输出参数及性能，推导高频变压器副边分布电容以及漏感的解析表达式，发现绕组的绕制方式、分段分层结构、绝缘层厚度、绕组高度、绝缘介质等是影响其分布参数的主要因素。针对40 kV、20 kHz的高频变压器建立了电磁场有限元仿真模型，分别计算和分析了各因素对分布电容及漏感的影响规律。优化副边绕组分段分层结构，综合考虑漏感、分布电容及绕组损耗确定变压器绕组的绝缘厚度及高度，并据此设计加工了实验样机。测试结果表明分布电容和漏感的仿真计算结果与实测值的误差分别为9.5%和11.3%。仿真分析方法以及相关的规律结论为高频变压器的分布参数计算和结构设计提供了参考。

关键词：高频变压器分布电容漏感绕组损耗电磁场有限元仿真

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一种含吸收回路的高增益准Π源变换器

电子器件 2023年第5期46卷 1372-1379页

作者：房绪鹏张胜男王煦超孙翔飞山东科技大学电气与自动化工程学院山东青岛266590

Π源变换器是一种新型变换器,与Y源变换器和Δ源变换器相比,拥有更小的磁芯尺寸、更宽的负载范围和更小的环流。针对准Π源变换器升压能力弱、电压应力大及漏感所导致的母线电压尖峰等问题,结合LCD吸收回路的结构特点,提出了一种具有母... 详细信息

Π源变换器是一种新型变换器,与Y源变换器和Δ源变换器相比,拥有更小的磁芯尺寸、更宽的负载范围和更小的环流。针对准Π源变换器升压能力弱、电压应力大及漏感所导致的母线电压尖峰等问题,结合LCD吸收回路的结构特点,提出了一种具有母线电压尖峰吸收能力的准Π源变换器电路拓扑。分析了准Π源变换器的工作原理,并对含吸收回路的准Π源变换器进行了数学推导与理论分析。证明该电路拓扑大大提高了升压能力,降低了元器件的电压应力。由漏感引起的母线电压尖峰也得到了有效抑制,从而提高了变换器的效率。运用MATLAB/Simulink软件对电路进行了仿真,并在仿真的基础上搭建了实验样机。实验结果与理论分析基本一致,验证了改进型电路拓扑的可行性和实用性。

关键词： Π源吸收回路电压尖峰漏感电压应力

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高频变压器技术研究综述

电网技术 2021年第7期45卷 2856-2870页

作者：叶志军林晓明谭锴佳罗继亮郝亮亮华侨大学信息科学与工程学院福建省厦门市361021 国网株洲供电公司湖南省株洲市412000 北京交通大学电气工程学院北京市海淀区100044

高频变压器(high frequency transformer,HFT)是一种结合电力电子技术和高频磁链技术的电能变换设备。由于与工频变压器相比,HFT具有体积小、质量轻等优点,因此HFT在现代变换器中有着广泛的应用。但是,HFT在应用过程中还存在许多问题有... 详细信息

高频变压器(high frequency transformer,HFT)是一种结合电力电子技术和高频磁链技术的电能变换设备。由于与工频变压器相比,HFT具有体积小、质量轻等优点,因此HFT在现代变换器中有着广泛的应用。但是,HFT在应用过程中还存在许多问题有待解决。在介绍HFT发展历史的基础上,总结了HFT的基本原理和计算方法,介绍了漏感和分布电容等参数,归纳了绕组及磁损耗的计算方法,并对HFT的优化设计技术,如磁芯优化技术、绕组优化技术、样机设计制造技术与多物理仿真等进行了梳理和概括。最后对HFT还存在的问题以及发展方向进行归纳与展望。对于HFT相关的研究者和生产者具有一定的参考价值和学习意义。

关键词：高频变压器漏感分布电容损耗计算优化设计制造技术