新型半桥电流源串联谐振软开关三电平逆变器及其控制

为了改善传统多电平逆变器电路结构复杂的问题,利用较少的功率器件实现尽可能多的电平输出,提出一种新型单相五电平电压源逆变器。新型电路扑结是在传统的单相h桥型电压源逆变器的基础上,增加了两个单向功率开关,利用6个功率开关在交流侧就可以产生5个不同的电平输出。在分析电路拓扑工作原理和6种工作模式的基础上,给出了简单的pwm控制策略。实验结果验证了电路拓扑及其控制方法的有效性。

本文通过对混合箝位式逆变器的原理、控制的研究,并用pspice软件进行仿真,得出该型逆变器在减小共模电压方面比普通三相pwm逆变器更具优势。

目前多数的谐振极型软开关逆变器拓扑结构中都设置了辅助开关器件来控制谐振过程,其控制方式要比原来的硬开关逆变器复杂。为此提出了一种控制简单的谐振极型软开关逆变器,其拓扑结构中没有功率开关器件,用原来硬开关逆变器的spwm控制方式就能自然实现开关器件的零电流开通和零电压关断,而且通过拓扑结构中的储能元件,在死区时间内,输出相电流可以续流,降低了死区的影响,减小了输出相电流在低频时的畸变率。文中对其工作原理进行了分析,最后通过仿真和实验,验证了原理的正确性。

为减小逆变器的开关损耗,提高逆变器的转换效率,提出了一种新型软开关三相谐振极逆变器,并进行了电路的动态分析。该逆变器在直流母线之间串联了三个电解电容,来稳定直流母线电压,同时限制谐振电容和开关器件的承受的最大电压。文中对三个电解电容在每个工作模式中的电压变化进行了详细的动态理论解析。理论解析表明负载电流变化时,电解电容的电压也会随负载电流变化。实验结果表明:直流母线间的三个电解电容的电压变化符合理论分析,电解电容的电压变化对输出电压基本没有影响。

为了使分布式发电系统更有效更稳定地利用自然资源,文章提出了一种适用于风光发电系统(wpgs)的逆变器模型,它由两个双buck结构串联组成。通过理论分析和模型仿真研究了该逆变器的工作过程。系统由电压外环和电流内环调节输出电压和输出功率,滞环电流控制消除了斜坡交截spwm控制所需的的偏置电流,提高了效率,增强了系统稳定性。仿真结果表明该逆变器具有克服桥臂直通的优点,可以在两输入电压不稳的情况下为负载提供稳定的电压,具有一定的实用价值。

由于电力电子电路本身的开关工作特性,它从本质上来说是一种变结构系统。该文将一种新颖的基于变速趋近律的离散滑模变结构控制策略应用于全桥电流源逆变器系统中,给出了系统的动态模型。为了使系统能够渐近稳定到原点,该文讨论了离散滑模切换区的范围,同时分析设计了滑模超平面系数的选取范围。该系统用于交流功率源,所以它输出电流的幅值和频率必须有一个比较宽的输出范围,同时能够在基波上叠加多次谐波。实验结果证明了此离散滑模变结构控制策略具有很好的鲁棒性,以及良好的稳态和动态性能。

提出了一种新型的有源中点钳位三电平零电流转换软开关变流器拓扑。该软开关拓扑每个桥臂使用两个辅助开关管和一个lc谐振支路实现了所有主开关的软闭合和软分断,同时辅助开关管没有开关损耗,此外开关过程产生的电压电流尖峰也大大减少。辅助开关管只在换流过程工作,其电流额定值远小于主开关,而且所有开关管的电压应力都被钳位为直流电压的1/2。该软开关变流器特别适合于中压大功率功率变换应用场合,可有效提高系统效率和开关频率。对电路的工作原理和谐振支路的设计进行了深入地分析,并通过一台80kw的半桥样机对提出拓扑可行性和优点进行了验证。

针对输出电压与输入电压之比较高的推挽变换器,提出一种双变压器串联谐振软开关推挽电路,以提高其效率。两个推挽变换器的变压器次级串联,并且实现串联谐振软开关。给出了其电路构成及工作原理,推导分析了该电路的工作过程。在此基础上,对该电路与单变压器串联谐振软开关推挽电路作了比较研究。最后研制了12v输入、360v输出、200w功率的dc/dc变换器。通过实验证明,该电路具有较高的效率。

介绍一种新型软开关逆变电源,该新型逆变电源利用直流斩波环节进行功率调节。与传统zct-pwmbuck斩波调节方式不同,该新型逆变电源在直流斩波环节增加了一个辅助功率开关器件及谐振电感、谐振电容等元件,克服了传统zct-pwm波不能零电流开通和负载续流二极管不能软关断的缺点。文章分析了电路工作原理并进行实验,实验结果表明该新型软开关逆变电源可以在高频下高效可靠地运行。

华南理工大学 硕士学位论文 新型llc自驱动半桥谐振变换器研究 姓名：李涵 申请学位级别：硕士 专业：电力电子 指导教师：王志强 20060501

基于非线性控制理论,提出一种基于无源性控制和离散滑模变结构控制结合的控制策略,并将其应用于全桥电流源逆变器系统中。该控制策略既保持了2种控制方法良好的鲁棒性和动态性能,又克服了滑模变结构控制的抖动问题。给出电流型交流功率放大器的工作原理和系统的动态模型,并详细给出离散无源性滑模变结构控制器的分析与设计。将无源性控制方法和滑模变结构控制方法进行对比分析,利用2种控制方法控制律的相似性,提出一种可行的阻尼项系数的选取方法。输出电流0～16a(峰-峰值)、频率范围0～1000hz的实验样机结果表明该控制策略具有较好的鲁棒性,以及良好的稳态和动态性能。

电流型控制半桥逆变器直流分压电容存在偏差,实际电路容易失控,限制了其实用性。针对电压电流双闭环瞬时值控制半桥逆变器提出了电容电压偏差前馈控制方案,仿真和实验结果验证了采用该技术后,分压电容的直流偏差被消除,半桥逆变电路在各种情况下都可以正常工作。本文的方法为电流型控制半桥逆变电路的实用创造了条件。

电流型控制半桥逆变器直流分压电容电压存在偏差,电容中点的电压偏移容易导致系统失控。文中分析了电流型控制半桥逆变器分压电容不均压产生的原因,并给出了电容中点电压偏移的理论值;针对电压电流双闭环瞬时值控制半桥逆变器,提出了电容电压偏差前馈控制方案。仿真和实验结果验证了采用该技术后,分压电容的直流偏差被消除,半桥逆变电路在各种情况下都可以正常工作。该方法为电流型控制半桥逆变电路的实用创造了条件,同样可应用于电流型控制半桥直/直变换器和直/交变换器。

提出了一种新型的全桥移相零电压零电流变换器拓扑结构。新的变换器通过导通副边辅助电路中的钳位mosfet,使得滤波电感两端电压被钳位为零,输出滤波电容的电压全部作用在原边漏感上,实现原边电流的迅速复位,从而创造出良好的滞后臂零电流开关(zerocurrentswitching,zcs)条件。新拓扑在有效零电压零电流开关(zerovoltagezerocurrentswitching,zvzcs)范围,最大占空比等方面都优于其它拓扑结构。该文详细分析了新拓扑的工作过程和各项特性,并试制样机,验证了理论分析的正确性和新拓扑的有效性。理论分析和实验结果都证实了新拓扑非常适合中大功率场合应用。

通过matlab/simulink建立了联网逆变器的3种控制策略(滞环控制、基于spwm调制的电流控制和基于svpwm调制的电流控制)。通过对3种控制策略的4个方面(稳态响应、电网电压谐波影响、动态响应和直流电压)来仿真对比分析3种控制策略。仿真结果表明,基于svpwm调制的电流控制在3相联网逆变器中应用优于滞环控制和基于spwm调制的电流控制。

软开关半桥dc/dc变换器的pwm控制 ?　　引言 ? ? ?　　半桥dc/dc变换器结构简单，控制方便，非常适用于中小功率场合。 硬开关变换器高频时开关损耗很大，严重影响其效率。软开关技术可降低开 关损耗和线路的emi，提高效率和功率密度，提高开关频率从而减小变换器 体积和重量。传统半桥变换器有两种控制方法，一种是对称控制，一种是不 对称互补控制。本文主要分析实现半桥dc/dc变换器软开关的pwm控制策 略。 ? ? ?　　1控制型软开关pwm控制策略 ? ? ?　　控制型软开关半桥dc/dc变换器不增加主电路元器件(可增加电感电 容元件以实现软开关条件)，通过合理设计控制电路来实现软开关。图1给出 4种控制型软开关半桥dc/dc变换器的pwm控制策略。 ? ? ?　　 ? ? ? ? ? ? ? ?　　图1控制型软开关

文章以三电平中点箝位型(npc)逆变器为研究对象,分析了传统三电平的svpwm算法、降低共模电压的svpwm算法、消除共模电压的svpwm算法共3种不同控制策略对共模电压的抑制作用,最后给出了matlab/simulink仿真分析的结果。

电流型逆变器在人们日常生活中的影响已经越来越大,同时也得到了人们越来越多的关注,专家及学者们对电流型逆变器的控制技术及方法的研究也越来越广泛,并为此开设了专门的课题。电流型逆变器在电力系统无功补偿,交流的变频调速和太阳能、风能等领域中也有着良好的发展前景,笔者主要研究了关于三相电流型逆变器的pwm控制方法,希望对读者有所帮助。

前言:就当前的现状来看,关于三相电流型逆变器pwm控制方法的文献研究甚少,因而基于此,为了提升pwm变频电路整体运行效率,要求当代专家学者应注重深化对此项课题的研究,并全面掌控到pwm变频电路运行特点,且将pwm控制技术应用于电力系统中,形成稳定的运行目标。以下就是对三相电流逆变器pwm控制方法的详细阐述,望其能为当代电力行业系统控制模式的进一步创新与发展提供有利的文字参考。一、pwm变频电路运行特点分析

为了消除或降低功率变换器中电力电子器件的开关损耗,抑制开关过程带来的电磁干扰,提出一种软开关型开关磁阻电机(srm)功率变换器主电路。电路采用并联型准谐振直流环节为srm相开关开通提供零电压条件,给相开关并联电容器则保证了相开关的零电压关断。在介绍主电路拓扑基础上,分析了电路的控制时序及工作模式转换,并通过仿真验证了控制时序的正确性和电路的软开关性能。

混合9电平逆变器是一种新型的多电平拓扑结构。文章在研究了h桥逆变电路直流电容电压充放电模型的基础上,得到了负载电流与电容电压变化之间的定量计算公式,进而详细分析了混合9电平逆变器h桥辅助逆变电路电容电压不平衡的内在机理,最后提出了一种基于电容电压不平衡预估计和零序电压注入的平衡控制方法。所提方法原理简单,实现容易,无需增加额外的硬件设备。通过仿真验证了在混合9电平逆变器的参考电压中注入零序电压后,混合9电平逆变器的h桥逆变电路电容电压得到平衡控制。

本文分析了双向直流变换器的工作情况,设计了以dsp为控制核心的闭环控制系统,发挥fpga硬件速度快、稳定性好的特点设计了移向pwm模块,改变了dsp程序产生移相pwm波的方法,大大提高了系统的适时性,为其应用于级联型多电平逆变器四象限运行奠定了基础。实验表明开关管实现了零电压开通,变换器整体效率达94.2%,具有实用价值。