检索结果-内蒙古大学图书馆

中国电工技术学会电力电子学会2004年第九届学术年会

作者：林周布福州大学电气工程与自动化学院(福建省福州市)

本文提出一种从无损电路直接提取出暂态能量再生电路的方法,结合这些基本电路,对典型的用于非隔离型变换器的无源软开关电路进行评述.认为无源软开关技术应具有较宽的软开关工作范围、较低的电压应力、较低的成本等特性.

关键词：电力电子电路无源软开关非隔离型变换器

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非隔离型Boost变换器拓扑结构综述

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机电信息 2020年第8期 23-25,27页

作者：何焕文王晓刚广州大学机械与电气工程学院广东广州510006

非隔离型Boost变换器常用于不需要电气隔离的直流升压场合,随着应用领域的拓宽,对变换器性能要求越来越高,国内外研究学者提出了多种提高Boost变换器性能的拓扑结构。现分析了现有文献中普遍采用的多种不同升压技术的Boost变换器拓扑结... 详细信息

非隔离型Boost变换器常用于不需要电气隔离的直流升压场合,随着应用领域的拓宽,对变换器性能要求越来越高,国内外研究学者提出了多种提高Boost变换器性能的拓扑结构。现分析了现有文献中普遍采用的多种不同升压技术的Boost变换器拓扑结构,包括级联结构、交错并联结构等,系统分析了各种拓扑结构的工作原理,对电压增益和开关器件电压应力进行对比,总结了各种拓扑结构的优缺点,指出了新型Boost变换器采用拓扑复合型结构的发展趋势,为研究和使用非隔离型Boost变换器提供一定的参考。

关键词：非隔离型变换器高增益拓扑结构开关电容开关电感

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非隔离型交错并联高增益DC/DC变换器研究

非隔离型交错并联高增益DC/DC变换器研究

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作者：李星河南理工大学

学位级别：硕士

近年来传统能源过度消耗而导致的环境恶化问题一直被人们诟病。随着科学技术的升级,能源的升级是有必要的。作为可替代能源,必须拥有绿色、清洁及成本低等特点。光伏发电因光能容易获得、无污染的优点备受青睐,因此得到开发利用,并取得... 详细信息

近年来传统能源过度消耗而导致的环境恶化问题一直被人们诟病。随着科学技术的升级,能源的升级是有必要的。作为可替代能源,必须拥有绿色、清洁及成本低等特点。光伏发电因光能容易获得、无污染的优点备受青睐,因此得到开发利用,并取得较快的发展。但光伏发电输出电压较低,一般不超过50V,无法满足直流负载或并网逆变器输入侧所需电压等级的要求。根据逆变器结构的不同,直流侧电压通常需要在380V以上,且对于分布式光伏发电系统中多个输入源需要升压的需求,多输入高增益变换器的研究势在必行。因此,本文将对双输入非隔离型高增益DC/DC变换器展开研究。首先,构建了一种具有Dickson倍压单元(Voltage Multipliers cell,VMC)的双输入高增益Boost变换器。通过对目前非隔离型高增益DC/DC变换器的研究现状进行归纳与总结,构建了一种Dickson倍压单元(VMC)与双输入交错并联相结合的高增益Boost变换器,研究了该电路的增益,器件应力特性。其次,构建了具有双折叠型倍压单元的双输入交错并联变换器。在连续导通模式下对变换器性能做出详细的分析,包括电压增益、器件应力,在双输入双折叠型倍压单元的交错并联变换器基础上给出了具有n个倍压单元的构建模式,对其主要性能进行简单推导。再次,设计了双输入双折叠型倍压交错并联变换器的控制系统。推导了系统的传函,建立了变换器的小信号模型,设计了单电压环控制器和电压外环电流内环的双环控制器,分析了控制系统的幅相频率特性,仿真验证了其控制性能,结果表明双输入双折叠型倍压交错并联变换器双环控制的效果优于单环的控制效果,且具有高的电压增益和抗扰动能力。最后,完成了变换器实验研究。根据设计要求,完成了主电路参数及器件的确定,基于DSP控制器搭建实验平台并开展实验研究,测试了必要的工作波形,并对其实验结果与理论结果进行对比分析,验证了理论分析的有效性。本文共有图64幅,表5个,参考文献79篇。

关键词：高增益非隔离型变换器交错并联电流/电压应力

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基于极性转换的航空交直流共地整流电源

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航空学报 2024年第13期45卷 356-365页

作者：刘海春李阳谢少军南京航空航天大学自动化学院南京210016 航空工业金城南京机电液压工程研究中心南京211106

在航空交直流共地混合供电系统中,对飞机交流发电机产生的三相交流电进行整流可得到高压直流电。针对目前航空领域中常用的多脉冲变压整流器(TRU)和高频隔离整流器存在功率密度较低和可靠性较差等问题,提出了一种非隔离型整流器方案,该... 详细信息

在航空交直流共地混合供电系统中,对飞机交流发电机产生的三相交流电进行整流可得到高压直流电。针对目前航空领域中常用的多脉冲变压整流器(TRU)和高频隔离整流器存在功率密度较低和可靠性较差等问题,提出了一种非隔离型整流器方案,该方案由非隔离的自耦多脉冲整流器和非隔离型双极-单极直流变换器构成。分析了新型整流方案的结构特点,提出了一种非隔离型双极-单极转换软开关直流变换器拓扑及协同控制策略。通过仿真和实验验证了该变换器可实现高功率因数整流,且具有良好的输出特性。相比于现有的航空大功率整流器,该变换器具有更高的工作可靠性和功率密度。

关键词：航空电源整流器非隔离型变换器单双极性转换协同控制策略

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宽运行范围三端口变换器拓扑与控制研究

宽运行范围三端口变换器拓扑与控制研究

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作者：张鹏程华中科技大学

学位级别：博士

随着化石能源的日益枯竭,可再生能源获得了越来越多的关注。但可再生能源具有随机性、间歇性以及动态响应较慢特点,因此往往需要增加储能设备,以实现能量供给的稳定,并快速响应的负载能量的需求。对再生能源端口、储能端口和负载端口进... 详细信息

随着化石能源的日益枯竭,可再生能源获得了越来越多的关注。但可再生能源具有随机性、间歇性以及动态响应较慢特点,因此往往需要增加储能设备,以实现能量供给的稳定,并快速响应的负载能量的需求。对再生能源端口、储能端口和负载端口进行能量管理的传统方案是采用多个电力电子变换装置,但该方法元件利用率低、体积成本大且控制复杂;而三端口变换器是一种能够同时连接三个端口的集成变换器,具有其结构紧凑、体积成本小、便于集中控制等优点,在注重成本与体积的中小功率可再生能源系统里具有巨大的应用潜力。针对非隔离型三端口变换器在中小功率场合中面临的问题,本文展开的研究内容如下:非隔离型三端口变换器由于没有变压器进行端口电压匹配,端口之间存在较为严格的电压约束关系,其工作范围受到限制。针对这一问题,本文以两开关管Buck/Boost变换器为基础,通过增加一个开关管和一个二极管来连接储能端口,形成了紧凑的可变结构非隔离型三端口变换器。针对三个端口电压的实时变化,该三端口变换器的结构可在Buck、Buck/Boost以及Boost之间灵活变化,从而弱化了端口之间的电压约束,扩展了变换器的工作范围。非隔离型三端口变换器不存在变压器,不能利用磁耦合对多个端口同时吸收或释放能量。部分三端口变换器以电感作为能量传递的桥梁,采用分时方法在两个端口之间传输功率,这导致器件容量利用率较低,影响三端口变换器的工作范围以及对负载突变的快速响应能力。针对这一问题,本文以经典的两端口非隔离型变换器为基础,通过由两个开关管、两个二极管组成的桥式结构来连接储能端口,形成了一系列端口间可同时传输功率的三端口变换器,打破了分时策略的限制,进一步拓展了三端口变换器的运行范围。利用这一特点,这类三端口变换器有能力快速响应负载突变,因而具有较好的动态特性。基于对所提出的两类三端口变换器的工作模式进行了全面的分析和总结,本文进一步归纳了该类三端口变换器的拓扑演化规律,揭示了电路约束与工作模式之间的内在联系,形成了一套具备全部工作模式的三端口变换器的设计方法,并给出一种补齐三端口变换器工作模式的思路。同时本文还将上述思路推广至隔离型三端口变换器,依此设计了一种漏感能量回馈型全模式flyback三端口变换器。上述工作利用可变的端口结构,串联的储能端口,以及全面的工作模式实现了三端口变换器的宽范围运行,但其多变的运行状态也对控制策略提出了更高的要求。本文以运行过程的时间尺度为依据,将三端口变换器的控制策略划分为调制方法优化、模式切换及变结构切换三个层次。本文在这三个层次分别设计控制策略,从而进一步优化了三端口变换器的性能,并实现了三端口变换器在不同端口结构以及工作模式之间的平滑切换。最后,本文给出了三端口变换器的完整设计流程。

关键词：可再生能源电路拓扑直流变换器非隔离型变换器三端口变换器两开关管Buck/Boost变换器控制系统

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一种应用于燃料电池的高升压比直流变换器

一种应用于燃料电池的高升压比直流变换器

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作者：吴凡北京交通大学

学位级别：硕士

随着能源消耗的不断增长,化石燃料的枯竭以及环境污染的日益严重,开发清洁的可持续能源变得越来越重要。燃料电池因其原料易得、无污染、转换效率高、工作噪声低等优点受到人们越来越多的关注。在燃料电池的诸多实际应用中,往往需要较... 详细信息

随着能源消耗的不断增长,化石燃料的枯竭以及环境污染的日益严重,开发清洁的可持续能源变得越来越重要。燃料电池因其原料易得、无污染、转换效率高、工作噪声低等优点受到人们越来越多的关注。在燃料电池的诸多实际应用中,往往需要较高的直流母线电压,而燃料电池的输出电压较低、变化范围宽且对电流纹波有一定的要求,这就需要后级的直流变换器在保证燃料电池正常工作的情况下将其输出电压提升至所需电压值。本文针对燃料电池的应用要求提出了一种非隔离型直流变换器,其具有升压比高、输入电流纹波小、功率器件应力低、效率高等特点。本文分析了燃料电池的工作原理及稳态特性,对比分析了现有各拓扑解决方案的优缺点,然后结合交错并联结构和耦合电感的优势,提出了含耦合电感的交错并联直流变换器,分析了其工作原理和电路中各参数对变换器稳态特性的影响,推导出了输出直流电压增益的精确表达式、功率器件电压应力表达式以及二极管零电流关断的条件,利用PSIM软件对变换器的工作原理和稳态特性进行了仿真验证。最后搭建了一台输入18～36V、输出400V的1kW实验样机,在不同工况下进行了实验。结果表明本文提出的变换器能够实现11.11至22.22的高升压比,输入电流纹波和功率器件电压应力均较小,能在全负载范围内实现二极管的零电流关断和开关管的软开通。功率分析仪的测量结果表明本文提出的变换器能够实现很高的满载效率,最高可至97.49%。

关键词：燃料电池非隔离型变换器高升压比交错并联耦合电感

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改进型SEPIC拓扑的多端口DC-DC变换器设计及其控制策略研究

改进型SEPIC拓扑的多端口DC-DC变换器设计及其控制策略研究

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作者：李思齐合肥工业大学

学位级别：硕士

以光伏发电为例的可再生能源应用场景中,发电高峰和用电高峰存在不相匹配的问题,同时由于环境因素的影响,其自身发电时也存在间歇性的不稳定特点。目前常见的解决方式为增加一个储能端进行功率平衡,由此组成的多端口变换器大量在上述供... 详细信息

以光伏发电为例的可再生能源应用场景中,发电高峰和用电高峰存在不相匹配的问题,同时由于环境因素的影响,其自身发电时也存在间歇性的不稳定特点。目前常见的解决方式为增加一个储能端进行功率平衡,由此组成的多端口变换器大量在上述供电系统中应用。集成化的设计和集中统一化的控制策略是多端口变换器的独特优势。在光伏发电应用场景中,变换器需提供较高的电压增益,尽管隔离型的变换器可以满足其需求,但由此带来的体积增加和效率降低等问题也不得不考虑。为了权衡高电压增益和隔离型变换器体积之间的矛盾,本文提出了一种非隔离型的改进型SEPIC多端口变换器,在保持了非隔离型体积较小优势的前提下,依然可以提供较高的电压增益。除此以外,针对该变换器,本文设计了对应的控制策略,在实际可能存在的四种工况下,使其均可以在端口之间不同的功率流路径上完成电能传输。本文首先分析了两种多端口变换器衍生的系统性方法,以此作为后续衍生的理论基础。除此以外,由于常见的非隔离型变换器并不具备高电压增益特点,因此本文对SEPIC变换器进行高电压增益改造,使其在保持较高增益的同时,还可以对输入端纹波电流有效控制。最后用上述衍生方法,将改进型的SEPIC变换器改造为集成化的多端口变换器。在控制策略方面,本文分析了每个端口在不同工况下的运行要求,结合端口自身的电气特性和外部需求,对每个端口设计不同的下层控制方法。针对实际的4种工况,本文对每种工况选择相应的控制方法进行组合搭配,对开关管的占空比进行闭环控制,从而实现在不同工况下多端口变换器的控制策略。本文搭建了硬件在环仿真,分别设置不同工况下的外部环境和端口电气设备的参数,仿真不同工况下多端口变换器的运行状态,验证了在稳态情形和在4种工况下的多端口变换器的工作原理和控制策略的有效合理性。

关键词：多端口变换器非隔离型变换器光伏发电控制策略高电压增益

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基于耦合电感的交错并联型DC-DC变换器研究

基于耦合电感的交错并联型DC-DC变换器研究

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作者：余昊天津理工大学

学位级别：硕士

随着人们对海洋资源的大力开发,水下设备的供电问题愈发严重。海水电池作为一种清洁的可持续电源,具有高比能、安全、低成本等优点。然而在实际应用中,开放式海水电池不能串联使用,且单体海水电池的输出电压较低,这就需要在海水电池后... 详细信息

随着人们对海洋资源的大力开发,水下设备的供电问题愈发严重。海水电池作为一种清洁的可持续电源,具有高比能、安全、低成本等优点。然而在实际应用中,开放式海水电池不能串联使用,且单体海水电池的输出电压较低,这就需要在海水电池后端加入高升压比DC-DC变换器将其输出电压提升以满足海洋设备的用电需求,且在实现高升压的同时必须保证高的变换效率。本文基于海水电池在低功率场合下的应用,讨论并总结出了国内外研究学者所提出的隔离型以及非隔离型DC-DC变换器的特点,考虑到海水电池的输出特性,提出了一种基于耦合电感的交错并联型DC-DC变换器。该变换器可在非极限占空比条件下实现高升压比、高效率,并具有输入电流纹波小、功率器件应力低等优势。本文分析了该变换器的工作原理和工作模态,并灵活应用了伏秒平衡、安秒平衡原理,对变换器的升压比以及开关管、二极管等器件的电压、电流应力进行推导;其次,考虑开关管、二极管等器件的等效寄生参数影响,再次对变换器的电压增益进行推导;接着,采用状态空间平均法对其进行小信号建模以及闭环反馈网络设计,再通过仿真验证了变换器的工作原理以及稳态特性;最后根据第四章设计参数,搭建一台输入电压为1.2～1.4V、输出电压为24V、输出功率为10W的试验样机。实验结果表明,本文所设计的变换器能够实现高达20倍的升压比,最高变换效率可达到91.2%,且各功率器件的电压应力较小,开关管以及二极管均实现了软开关。

关键词：非隔离型变换器高升压比交错并联耦合电感

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单开关高增益低电压应力直流变换器

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电气技术 2022年第7期23卷 34-41页

作者：余振海胡雪峰徐紫俊汪慧茹徐晗安徽工业大学安徽马鞍山243002 南京信息工程大学南京210044

光伏发电系统的输出电压较低,难以满足并网逆变器对输入电压等级的要求。鉴于此,本文提出一种适用于光伏系统的单开关高增益低电压应力直流变换器。该变换器的主要特点有:(1)其电压增益是传统Boost变换器的两倍;(2)所用功率半导体器件... 详细信息

光伏发电系统的输出电压较低,难以满足并网逆变器对输入电压等级的要求。鉴于此,本文提出一种适用于光伏系统的单开关高增益低电压应力直流变换器。该变换器的主要特点有:(1)其电压增益是传统Boost变换器的两倍;(2)所用功率半导体器件的电压应力是传统Boost变换器的一半,有利于选择低电压应力和低导通电阻的功率器件;(3)电容通过并联充电、串联放电,输入与输出端之间电位差变化较小。对变换器的工作原理、特性及工作模态进行详细分析,与其他同类型变换器的性能进行对比,最后通过实验样机验证了所提变换器的可行性和有效性。

关键词：单开关高增益低电压应力非隔离型变换器

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