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低电压应力单级升降压逆变器及控制策略

中国电机工程学报 2023年第8期43卷 3117-3126页

作者：郭小强张浩陈兆文王宝诚华长春 Josep M.GUERRERO 燕山大学电气工程学院河北省秦皇岛市066004 奥尔堡大学能源技术系丹麦奥尔堡9220

针对传统基于Buck-Boost非隔离逆变器具有电压应力大的缺点,提出一种具有低电压应力的新型无变压器单级升降压电压源逆变器拓扑及其调制方案。该拓扑可以在较宽的输入电压范围内实现逆变,同时具有低电压应力与电感电流纹波。文中首先分... 详细信息

针对传统基于Buck-Boost非隔离逆变器具有电压应力大的缺点,提出一种具有低电压应力的新型无变压器单级升降压电压源逆变器拓扑及其调制方案。该拓扑可以在较宽的输入电压范围内实现逆变,同时具有低电压应力与电感电流纹波。文中首先分析该逆变器的拓扑特性及工作模态,设计可以保证输出电容电压平衡的逆变器的调制策略,建立共模等效电路,对高频漏电流进行分析。最后,搭建硬件实验平台,在DSP TMS320F28335和FPGA XC6SLX9-2TQG 144C数字化平台上对提出的方案进行实验验证,实验结果验证了所提新型拓扑和控制方法的有效性。

关键词：多电平逆变器电压应力升降压逆变器调制共模电压

降低整流管电压应力的宽输入LLC参数优化方法

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电力电子技术 2022年第3期56卷 34-37,54页

作者：干方宇高明石健将浙江大学电气工程学院浙江杭州310027

为了提高宽电压范围输入LLC谐振变换器的可靠性,针对宽输入LLC谐振变换器在寄生参数的影响下整流管电压产生高频振荡导致电压应力过大的问题,分状态建立等效模型和状态方程。根据整流管电压应力随工作频率的变化规律,分析应力最大区域... 详细信息

为了提高宽电压范围输入LLC谐振变换器的可靠性,针对宽输入LLC谐振变换器在寄生参数的影响下整流管电压产生高频振荡导致电压应力过大的问题,分状态建立等效模型和状态方程。根据整流管电压应力随工作频率的变化规律,分析应力最大区域并提出能降低整流管电压应力的参数优化设计方法。在该方法下,整个工作区间在避开应力最大区域的同时保证了增益宽度。搭建2.5倍输入范围的600 W全桥LLC平台,开展实验验证。实验结果表明,相比传统的宽电压范围输入LLC参数设计方法,该方法显著降低了工作范围内的整流管最大电压应力值,提高了电路的安全稳定性。

关键词：谐振变换器宽输入寄生参数电压应力

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双有源桥串联谐振变换器的暂态过程与控制

中国电机工程学报 2024年第8期44卷 3189-3201,I0021页

作者：李卓蓝张宇强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学电气与电子工程学院) 湖北省武汉市430074

基于移相控制的双有源桥串联谐振变换器(dual-bridge series resonant converter,DBSRC)在传输功率的快速调控过程中,移相角将发生较大的阶跃变化,导致谐振腔出现大幅度长时间的振荡过程,不仅严重恶化了变换器的动态性能,电路元件也会... 详细信息

基于移相控制的双有源桥串联谐振变换器(dual-bridge series resonant converter,DBSRC)在传输功率的快速调控过程中,移相角将发生较大的阶跃变化,导致谐振腔出现大幅度长时间的振荡过程,不仅严重恶化了变换器的动态性能,电路元件也会面临严重的过电压和过电流风险。该文首先基于基波分析法推导DBSRC暂态过程的通用计算模型,分析暂态过程中的振荡特性,精确估算暂态过程中的谐振电压峰值、谐振电流峰值以及暂态过渡时间,评估暂态过程中的过电压与过电流程度。基于暂态过程计算模型,提出一种振荡的抑制方法,使变换器在一个开关周期后能够到达新的稳定状态,有效地避免了过电压与过电流的风险,并且大幅改善了闭环控制的动态特性。最后,通过仿真与实验结果验证理论分析和所提出的控制方法。

关键词：双有源桥串联谐振变换器暂态过程暂态建模电压应力电流应力振荡抑制

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新型电压自均衡开关电容多电平逆变器

电机与控制学报 2024年第3期28卷 157-168页

作者：李宋邵云鹏叶满园陈银波刘文芳邢瑞新喻生铭华东交通大学电气与自动化工程学院江西南昌330013

为了使用更少的器件实现更多的输出电平,同时解决传统多电平逆变器开关器件在高电压下工作时,其电压应力较大,容易损坏的问题,提出一种新型单电源开关电容多电平逆变器拓扑。该开关电容逆变器拓扑通过研究开关电容技术与级联H桥逆变器... 详细信息

为了使用更少的器件实现更多的输出电平,同时解决传统多电平逆变器开关器件在高电压下工作时,其电压应力较大,容易损坏的问题,提出一种新型单电源开关电容多电平逆变器拓扑。该开关电容逆变器拓扑通过研究开关电容技术与级联H桥逆变器的结合,采用脉宽调制的方式经过逻辑组合进行调制,实现了高效的电压增益和电平输出。在保证电容电压自均衡的前提下,仅使用单个直流电源输入,产生三倍电压增益的七电平输出。然后,为了进一步拓展该逆变器的应用范围,介绍所提逆变器的扩展结构,并简要分析其工作模式。同时与其他类似拓扑进行对比,证明该拓扑优势。最后为了验证理论分析的正确性,设计了仿真和实验样机,对逆变器的性能进行了详细测试。

关键词：开关电容单输入基本单元电压应力电容电压自均衡

电流型PWM整流器低电压应力空间矢量PWM(SVPWM)研究

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中国电机工程学报 2004年第2期24卷 144-149页

作者：张兴季建强余勇刘正之张崇魏合肥工业大学电气工程学院安徽合肥230009 中国科学院等离子体物理研究所安徽合肥230031

为了有效降低三相电流型PWM整流器(CSR)功率管的电压应力,提高CSR运行可靠性,在详细分析了三相CSR功率管换相过程基础上,提出了基于空间矢量(SVPWM)的三相CSR低电压应力控制新方案。该方案通过实时调整矢量合成顺序,使原本不处于自然换... 详细信息

为了有效降低三相电流型PWM整流器(CSR)功率管的电压应力,提高CSR运行可靠性,在详细分析了三相CSR功率管换相过程基础上,提出了基于空间矢量(SVPWM)的三相CSR低电压应力控制新方案。该方案通过实时调整矢量合成顺序,使原本不处于自然换相的功率管处于自然换相状态,从而降低了三相CSR功率管的电压应力。另外,由于采用了SVPWM控制,使得三相CSR具有电流利用率高、开关损耗小、动态响应快等优点。因此,新方案特别适合于大功率三相CSR变流系统的设计。理论分析和试验结果证明了方案的正确性。

关键词：电流型PWM整流器控制策略电流矢量电压应力空间矢量调制 PWM

副边电压应力最小化的LLC谐振型变换器拓扑

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中国电机工程学报 2006年第10期26卷 50-55页

作者：顾亦磊吕征宇浙江大学电气工程学院浙江省杭州市310027

提出一种副边电压应力最小化的LLC谐振变流器拓扑,该拓扑除了具有传统LLC谐振变流器拓扑原边开关容易实现全范围的ZVS、副边二极管容易实现ZCS、谐振电感和变压器容易实现磁集成、宽范围等优点外还具有副边二极管的电压应力以及副边电... 详细信息

提出一种副边电压应力最小化的LLC谐振变流器拓扑,该拓扑除了具有传统LLC谐振变流器拓扑原边开关容易实现全范围的ZVS、副边二极管容易实现ZCS、谐振电感和变压器容易实现磁集成、宽范围等优点外还具有副边二极管的电压应力以及副边电容的电压应力均为输出电压的一半的优点。所以该拓扑非常适合应用于高压输出的直流电源中。文中详细分析了该变流器的演化过程、工作原理和关键参数的设计方法。最后以一个1100W的实验样机验证了该拓扑的可靠性和实用性。样机的满载效率达到96％以上。

关键词：电力电子电感-电感-电容谐振零电压直流-直流电压应力

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高压直流输电晶闸管阀关断的电压应力分析

中国电机工程学报 2010年第12期30卷 1-6页

作者：郭焕温家良汤广福郑健超清华大学深圳研究生院广东省深圳市518055 中国电力科学研究院北京市海淀区100192

高压直流输电晶闸管阀关断产生的电压应力是其电气特性研究的重要内容之一。对关断电压应力分析的原有电路模型作了改进,拓展了模型适用范围,推导出晶闸管阀关断电压应力分析的拉普拉斯解析方程,并对晶闸管阀换相关断的电压应力作了较... 详细信息

高压直流输电晶闸管阀关断产生的电压应力是其电气特性研究的重要内容之一。对关断电压应力分析的原有电路模型作了改进,拓展了模型适用范围,推导出晶闸管阀关断电压应力分析的拉普拉斯解析方程,并对晶闸管阀换相关断的电压应力作了较为全面深入的分析,得到各种运行条件和各类电路参数变化时关断电压应力的变化情况,总结出了其中的关键因素。从计算和仿真结果来看,分析方法是可行的,并具有较高的精确度。

关键词：高压直流输电晶闸管阀关断电压应力

基于电压应力分析的柔性直流换流站故障限流阻抗参数优化

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电力系统自动化 2020年第5期44卷 14-22页

作者：魏能峤周念成罗永捷王强钢输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学) 重庆市400044

故障限流器(FCL)能在柔性直流电网短路故障识别后快速投入限流,以降低对直流断路器(DCCB)的要求。首先,通过分析FCL的工作原理,获取故障下含FCL的柔性直流换流站等效电路;计算不同阻抗类型的FCL故障电流和电压应力,分析其随故障限流阻... 详细信息

故障限流器(FCL)能在柔性直流电网短路故障识别后快速投入限流,以降低对直流断路器(DCCB)的要求。首先,通过分析FCL的工作原理,获取故障下含FCL的柔性直流换流站等效电路;计算不同阻抗类型的FCL故障电流和电压应力,分析其随故障限流阻抗参数变化的特征,提出理想限流阻抗并分析其特征。然后,提出以DCCB分断电流和FCL成本为优化目标的限流阻抗参数优化方法。在PSCAD/EMTDC中进行仿真对比,验证了电压应力计算和优化模型的正确性。

关键词：柔性直流换流站故障限流器限流阻抗电压应力参数优化

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一种低电压应力的隔离型SWISS整流器

湖南电力 2023年第5期43卷 99-108页

作者：周万传张旭罗朝旭程谆湖南工业大学电气与信息工程学院湖南株洲412007 湖南铁道职业技术学院湖南株洲412001

针对单管正激SWISS整流器高频开关管电压应力大、移相全桥SWISS整流器有直通风险等问题,基于传统SWISS整流器进行设计,提出一种双管正激SWISS整流器拓扑。将双管正激变换器和SWISS整流器进行结合,实现了SWISS整流器的电气隔离,减小了高... 详细信息

针对单管正激SWISS整流器高频开关管电压应力大、移相全桥SWISS整流器有直通风险等问题,基于传统SWISS整流器进行设计,提出一种双管正激SWISS整流器拓扑。将双管正激变换器和SWISS整流器进行结合,实现了SWISS整流器的电气隔离,减小了高频开关管的电压应力;同时,输出电路的每个桥臂由一个二极管和一个开关管串联组成,提高了整流器的可靠性。对双管正激SWISS整流器的工作原理和开关管的电压应力进行详细分析,并针对扇区边界处输入电流振荡问题,设计一种两级滤波器用于抑制电流振荡。最后在仿真平台验证了该整流器拓扑的可行性和两级滤波器的有效性。

关键词：隔离型电压应力 SWISS整流器