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电力电子技术 2002年第4期36卷 15-17页

作者：曹箫洪许建平连级三西南交通大学成都610031

提出一种高功率因数电子镇流器 ,利用复合开关原理 ,将前级AC/DC变换器中反激变换器的主开关与后级DC/AC半桥变换器中的一个开关合并 ,将双级电路变为单级电路。本电路采用变频变占空比控制 ,通过选择变压器匝比和控制占空比 ,使变压器... 详细信息

提出一种高功率因数电子镇流器 ,利用复合开关原理 ,将前级AC/DC变换器中反激变换器的主开关与后级DC/AC半桥变换器中的一个开关合并 ,将双级电路变为单级电路。本电路采用变频变占空比控制 ,通过选择变压器匝比和控制占空比 ,使变压器的励磁电感工作于断续方式。利用电压跟随控制 ,实现功率因数校正。通过调整开关频率。

关键词：调光功能高功率因数单级电子镇流器电压跟随控制 AC/DC变换器

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10-MHz GaN Class-Φ2直流变压器

10-MHz GaN Class-Φ2直流变压器

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作者：邹学文南京航空航天大学

学位级别：硕士

电力电子的发展要求变换器具有更小的体积、更轻的重量和更快的动态响应速度。提高变换器的开关频率能够有效降低电感、电容等被动元件的储能要求,从而提升变换器的动态响应速度,减小变换器的体积与重量。本课题基于隔离型Class-Φ谐振... 详细信息

电力电子的发展要求变换器具有更小的体积、更轻的重量和更快的动态响应速度。提高变换器的开关频率能够有效降低电感、电容等被动元件的储能要求,从而提升变换器的动态响应速度,减小变换器的体积与重量。本课题基于隔离型Class-Φ谐振变换器,对模块电源高频化进行了研究。首先对隔离型Class-Φ谐振变换器的工作原理进行了介绍。在此基础上分别对该变换器的主电路设计方法、谐振驱动电路以及滞环控制进行了介绍。给出了该变换器的仿真结果、开关器件的选取方法及损耗分析情况。并且基于硅MOSFET及肖特基二极管搭建了一台18-36V输入、5V/2A输出,开关频率达到10MHz的实验样机,对上述变换器的工作原理及设计方法进行了实验验证。通过损耗分析和实验发现,此时二极管的导通损耗较大。为了进一步提高变换器的效率,尝试把氮化镓(Gallium Nitride,GaN)器件应用到隔离型Class-Φ谐振变换器中,并且实现了同步整流(Synchronous Rectification,SR)。针对该变换器闭环工作时,随着输入电压的上升而产生的同步整流管的提前开通及两只开关管的反向导通问题,提出了一种电压跟随控制。采用电压跟随控制后,滞缓控制的参考电压跟随输入电压等比例变化,从而使得变换器的输出电压能够跟随输入电压等比例变化,此时该变换器可以当作直流变压器(DC Transformer,DCX)使用。在宽电压输入范围内,开关管驱动电压与其漏源极电压始终能够很好的匹配起来,从而减小了同步整流管的开关损耗及两只开关管的反向导通损耗。建立了该变换器的数学模型,给出了这一结论的数学证明。并基于GaN器件搭建了一台18-24V输入、18W输出,开关频率达到10MHz的隔离型Class-Φ DCX的实验样机,对所提电压跟随控制进行了实验验证。与传统的滞环控制相比,采用电压跟随控制后,同样在24V输入、18W输出条件下,变换器的效率提高了5.6%。

关键词：隔离 Class-Φ2 GaN 同步整流电压跟随控制 DCX

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模块级联型固态变压器及其控制策略的研究

模块级联型固态变压器及其控制策略的研究

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作者：荣强浙江大学

学位级别：硕士

固态变压器又称电力电子变压器,是一种通过电力电子变换技术实现电力系统中的电压变换和能量传递的新型变压器。它将电力电子的器件和变流技术与高频变压器相结合,实现传统电力变压器电压等级转换、隔离的功能。与常规变压器相比,固态... 详细信息

固态变压器又称电力电子变压器,是一种通过电力电子变换技术实现电力系统中的电压变换和能量传递的新型变压器。它将电力电子的器件和变流技术与高频变压器相结合,实现传统电力变压器电压等级转换、隔离的功能。与常规变压器相比,固态变压器具有器件体积小、重量轻的特点;同时,通过先进的控制技术,它还可以实现对原边电流、副边电压以及功率的灵活控制,抑制来自用户侧的无功电流和谐波,降低电网电压跌落和频率变化对用户端的影响;并能提供低压直流母线和网络接口,可以提供直流供电,整合各种分布式电源,连接储能装置,实现电网中功率潮流的统一协调分配,提高整个电力系统的性能和可靠性。模块级联型固态变压器是通过采用对多个低压模块进行串并联组合的方式,来提高其电压和容量的等级,降低每个模块的电压电流应力,同时用多电平方法可以提高交流侧SPWM波的正弦度,有效减小了滤波器和整机的体积。但是各个模块的均压、均功率问题难以实现,电压和功率的不平衡使系统在电网电压波动和负载变化的情况下容易出现故障。本文分析了模块级联型固态变压器电路拓扑的工作原理,进行了建模并设计了电路参数,并搭建了实验平台。本文研究采用一种基于整流级共同占空比控制与DAB输入、输出电压跟随控制相结合的控制策略进行控制,并对这种控制方法进行了改进,不仅有效解决了固态变压器各模块之间均压、均功率问题,还提高了系统的响应速度。并最后通过理论分析、仿真与实验对两种控制方法进行了比较,验证了其可行性与可靠性。

关键词：模块级联固态变压器单相D-Q矢量控制共同占空比控制电压跟随控制

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模块级联型固态变压器双有源桥DAB控制策略的改进研究

模块级联型固态变压器双有源桥DAB控制策略的改进研究

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作者：傅仕航浙江大学

学位级别：硕士

随着国内外经济的发展,能源需求的增长,传统的化石燃料和环境污染问题日益突出,开发利用新能源已成为亟待解决的问题。类如光伏太阳能、风能、潮汐能等可再生新能源已经成为了当前主要的发展方向。由于这些分布式能源的不可控性,发电并... 详细信息

随着国内外经济的发展,能源需求的增长,传统的化石燃料和环境污染问题日益突出,开发利用新能源已成为亟待解决的问题。类如光伏太阳能、风能、潮汐能等可再生新能源已经成为了当前主要的发展方向。由于这些分布式能源的不可控性,发电并网会对电网造成一定的冲击,严重时甚至影响到电网的稳定性。因此,如何构建一个可以连接分布式新能源和大电网的稳定可靠的“能源路由器”,成为了当前的主要研究课题。固态变压器(Solid State Transformer,SST)既能支持分布式发电、储能及可控负荷系统的即插即用,又可有效地对电能进行管理调度以及故障隔离,成为了未来能源路由器的理想选择。但是采用当前控制方式的固态变压器仍然存在效率不够高,开关管电流应力较大等问题,因此本文基于此控制方式对其进行优化并分析适应不同条件下的控制方式选择进行研究。首先,论文对固态变压器的主电路拓扑及其关键控制技术进行简要分析。在FREEDM中心提出模块级联型固态变压器的基础上,研究并分析了该拓扑的长处和功能。该拓扑对整流级和DAB级的多个低压模块进行串并联组合,以提高其电压和功率等级,从而减小单个模块的电压和电流应力。同时,也根据功率和电压等级的要求设计了主电路参数。其次,对不同级的控制策略进行分析,整流级采用基于共同占空比控制的虚拟d-q变换SPWM控制方式,DAB级采用基于电压正-负反馈的跟随控制方式,并建立了小信号模型,根据模型设计控制参数。接着,针对DAB级的较大回流功率问题,引入两类双重移相控制,分析了其工作原理并建立了传输功率和回流功率的数学模型。以最小回流功率为目标,分别对两类双重移相控制进行回流功率优化分析。在此基础上,对分别采用最优回流功率时的两类双重移相控制的回流功率和电流应力进行比较,分析其优缺点,得出适应于不同条件要求下的最佳移相控制选择方法。最后,搭建实验平台,验证以上控制策略的可行性和优化效果。

关键词：模块级联固态变压器共同占空比控制电压跟随控制双重移相控制回流功率电流应力

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