直流变换器

摘要： 为解决氢燃料电池输出特性软,输出电压低,动态响应慢等问题,采用移相全桥直流变换器作为前级功率变换器,构建变换器的状态空间模型,确定电流型变换器主电路参数和关键控制参数设计准则,完成氢燃料电池功率变换器的设计,搭建船舶氢储电力推进系统的仿真平台。仿真结果表明,该功率变换器实现了升压和稳压的功能,使氢燃料电池工作在最佳工作点。

摘要： 针对传统脉冲序列PT(pulse train)控制连续导电模式CCM(continuous conduction mode)开关变换器存在的低频振荡问题,提出了一种离散滞环电容电流脉冲序列DHCC-PT(discrete hysteretic capacitor current-pulse train)控制方法。DHCC-PT控制方法通过限制每一个开关周期起始时刻电容电流i_(C)(nT)的运动区域,将其控制在不易发生低频振荡所对应的电容电流边界区间内,即可实现低频振荡的有效抑制。以CCM Buck变换器为例,详细阐述了DHCC-PT的基本原理、控制流程以及低频振荡抑制机理,设计了简单可靠的DHCC-PT控制器实现电路,并通过仿真和试验对其控制规律和输出特性进行了研究,验证了控制方法的可行性和理论分析的正确性。研究表明:DHCC-PT控制方法简单有效,DHCC-PT控制CCM开关变换器具有良好的输出电压特性。

摘要： 为满足大型光伏电站串联型光伏中压直流变换器的高升压比和宽输入、输出电压的需求,文章提出了一种新型隔离型buck-boost直流变换电路作为模块拓扑,通过调节占空比,实现直流变换模块升压和降压模式灵活地切换,从而提高变换器的电压运行范围。与常规隔离型buck-boost电路相比,文章拓扑中只有低压侧电路含有可控开关管,简化了拓扑控制,使拓扑更适用于中压场合。文章分析了新型直流变换拓扑工作原理,并推导了不同工况下拓扑的电压增益,提出了适应不同运行工况的变换器控制策略。根据文章策略开发了3 kV/90 kW直流变换模块和20 kV/500 kW串联型光伏直流变换器,测试结果证明设备能够稳定运行。

摘要： 储能单元是直流微电网可靠运行需要解决的关键环节,传统的双向Buck-Boost变换器在电压增益及成本等方面不具有优势,因此需要新的设计方案。首先,以基于级联型Buck-Boost变换器的储能系统为研究对象,提出级联Buck-Boost变换器作为子模块的系统设计方案;然后,通过对级联Buck-Boost变换器的工作模态分析,确定其在Buck和Boost模式下的电压增益,并给出调制策略,同时结合直流微网运行模式,进一步提出储能系统的整体运行方案,在不同的工况下采用合适的控制策略来维持微网的可靠运行;最后,搭建相关仿真验证了所设计的储能系统和控制方案的有效性。

摘要： 光伏中压直流汇集并网系统通过中压直流并网变换器实现光伏电能升压汇集。针对中压大功率、大升压比光伏直流变换器技术需求,提出采用基于Boost全桥隔离功率模块输入并联输出串联的模块级联型直流变换器拓扑,实现大功率、高电压、大升压比光伏功率变换功能;针对级联型直流变换器多模块均压、均流问题,提出一种分布式模块均衡控制策略,实现功率模块及变换器的可靠运行。研制了5 kV/80 kW功率模块,搭建了直流变换器实验平台,对提出的拓扑方案及控制策略进行了实验验证;基于14台功率模块研制完成±30 kV/1 MW光伏中压直流并网变换器,建立了±30 kV光伏中压直流汇集并网实证系统,完成了系统实证测试,实现了系统稳定运行。

摘要： 三端口双向直流变换器是现代微电子技术中的新型核心装置,其故障的快速综合诊断可促进电子技术的发展。通过建立SHEV电气系统的三端口双向直流变换器的仿真拓扑模型,考虑功率器件的位置条件,以直流侧母线输出电流作为特征量,细致划分每种故障类别,并分析不同故障下输出电流的特性,通过快速傅里叶变换FFT(fast Fourier transform)分解信号获取各个频率段,以20 kHz频率段直流侧电流信号能量作为故障诊断的特点量,结合遗传算法BP神经网络,综合实现故障类别的区分与诊断。实验结果表明,此方法在诊断与区分交直流变换器的断路故障时,诊断最小误差仅为0.033,诊断结果精(准);且可在一个开关周期内实现开关管断路故障诊断,具有较高准确率及效率。

摘要： 母线电压对直流微电网系统的安全稳定运行至关重要。双向直流变换器调压过程呈现不确定、非线性和强耦合等特性,同时,传感器故障导致系统可控性显著下降。这些复杂因素极大降低了系统动态变化下的母线电压稳定性。针对以上问题,首先借助状态反馈线性化技术构建虚拟操作场景,并设计估计器模拟状态信息对虚拟场景进行系统性重构。其次利用重构状态信息,将自适应控制方法和反步法相结合,得到自适应非线性控制方案,有效保证系统在外界复杂因素和内部故障出现时安全稳定运行。最后,MATLAB/Simulink仿真结果验证了所提方案的有效性。

摘要： 为提高直流变换器输出电压的响应速度和稳定性,文中提出了一种采用蚁狮优化算法改进双有源桥型直流变换器分数阶PI^(λ)D^(μ)控制器的方法。将待优化的参数看作是蚁狮个体所处的空间位置,并以双有源桥型直流变换器误差性能指标ITAE作为目标函数,采用蚁狮优化算法搜索待求分数阶PI^(λ)D^(μ)控制器参数的全局最优解,进而实现对输出电压的控制优化。对传统工程经验整定整数阶PID、粒子群算法整定分数阶PI^(λ)D^(μ)和蚁狮优化算法整定分数阶PI^(λ)D^(μ)的双有源桥直流变换器输出电压性能进行仿真和实验对比。结果表明,文中所提方法可缩短调节时间,提高响应速度,增强系统抗干扰能力,证明了优化方法的有效性和可行性。

摘要： 针对模块串联型电力电子变压器中变压器数量多、绝缘要求高的问题,设计了一种基于磁路耦合变压器的多有源桥直流变换器结构,能够提高模块化程度和减少高频变压器端口数目,提升系统功率密度.该变换器采用多磁芯高频变压器,变压器原边具有多绕组结构,对应多模块的串联,以满足输入高电压等级的要求;副边则采用单一绕组,对应全桥或多个全桥电路的并联,以承受副边较大的电流应力.改进的变换器在高压侧保持模块化结构,并且将变压器的磁芯和原边绕组集成到高压模块中,而低压侧使用统一的绕组和变换器,降低了高频变压器的设计难度.最后给出了该拓扑的等效模型和工作原理,并通过实验验证了所提变换器结构的可行性.

摘要： 随着新能源发电、电动汽车及微电网技术的快速发展,在电力变换过程中由于单体电源发出的直流电压较低,需要在系统前端增设一个直流升压变换器将发出的低电压升高以便应用。由于传统型升压直流变换器开关需要的导通时间较长,导通损耗增大、输入电流纹波增大、电路的转换效率降低,且在实际运用中开关频率也会受到多方面限制,这对当前的直流开关变换器提出了小型化、轻量化、高性能和可靠性更高的要求。

摘要： 复合能源电动汽车直流变换器工作时,由于其开关管频率较高,运转时产生的电磁干扰较强,需要对变换器进行电磁兼容设计.目前的设计方法存在副作用大,降扰效果差,可靠性低和限制条件多等各种弊端.本文提出基于阻抗匹配的电磁兼容设计方法,通过仿真进行对比验证,设计结果不仅满足国家及国际相关电磁特性标准,而且实际降扰效果强于原有方法,弥补了这些现有方法的不足,证明该方法的正确、可行性.

摘要： 随着纯电动车能耗要求的提高,降低整车重量、实现轻量化对于纯电动车至关重要.本文从纯电动车车载充电机和直流变换器的工作时间、工作特性出发,提出了车载充电机和直流变换器板集成的方案,即车载充电机和直流变换器共用同一块功率板,共用一部分滤波器、变压器、磁性元器件等,节省重量、节省元器件、节省成本.经实车验证,集成方案可行,对于指导纯电动车车载充电机和直流变换器的集成研制具有十分重要的指导意义.

摘要： 月壤钻取采样系统中大功率三相永磁无刷直流电机驱动电路采用直流变换器为其提供直流电源.在大功率三相永磁无刷直流电机启动和换相时,其相电流峰值可这几十安培.本文以大功率三相永磁无刷直流电机与直流变换器之间的匹配性为研究对象,建立起直流电机和直流变换器的数学模型,得到电机供电输入端口的电容以及电感公式,为星上大功率三相永磁无刷直流电机的可靠应用提供理论基础.

摘要： 在光伏、燃料电池分布式发电系统中,传统Boost变换器受主电路寄生参数影响,会遭遇电压增益调节的极限.开关电容电感网络通过开关切换实现多个电容电感并联充电,之后再串联放电,提高变换器输出电压.与其它高增益直流变换技术相比,开关电容电感网络型具有效率高、功率密度大、易于模块化的显著优势.本文通过建立电力半导体器件和无源元件成本、效率等关键性能评价指标的数学模型,通过定量比较,揭示出基本DCL网络高增益直流变换器与其他几种典型的非隔离无耦合电感高增益直流变换器的本质优势、劣势.

摘要： 提出一种脉冲频率调制(pulse frequency modulation,PFM)的高增益隔离型软开关直流变换器,该变换器通过有源嵌位单元和准倍压单元的结构实现了开关管的零电压开通和二极管的零电流关断,具有结构简单、易于实现的优点;同时采用PFM调制的控制方式相比于脉宽调制(pulse width modulation,PWM)方式进一步降低了功率管上的电流应力,其变换器效率得到提高.详细分析了拓扑工作原理和特性,并对两种控制策略方式进行了比较,最后搭建一台160W、45V/380V的实验样机,验证了理论分析的正确性和有效性.

摘要： 在光伏、燃料电池分布式发电系统中,传统Boost变换器受主电路寄生参数影响,会遭遇电压增益调节的极限.为此,本文提出了一种基于二极管电容网络和耦合电感的高增益直流变换器,详细分析了该变换器的工作原理和性能,并进行了仿真验证.该变换器显著提高了电压增益,减小功率器件电压应力;单开关工作方式减小了驱动电路成本,控制方式简单;有效抑制了二极管电容网络充放电期间的冲击电流;主开关管零电流开通,所有二级管自然关断,降低电路损耗提高整体效率.

摘要： 为了解决基本Zeta变换器的电压增益较低,二极管电压应力较高,变换器损耗较大等缺点,将开关电感单元与基本Zeta变换器进行有效结合,提出一种开关电感单元并磁集成的新型高增益Zeta直流变换器.使用开关电感单元替代基本Zeta变换器中的输入电感,并对开关电感单元与输出电感进行了磁集成.研究了变换器的工作模态,并导出了该变换器的电压增益表达式,同时分析了在电流连续工作模式情况下,电感电流纹波的大小.对变换器的开关电源单元与输出电感进行磁集成,提出了集成磁件设计方案,最后通过仿真对理论分析进行了验证,结果表明具有开关电感并磁集成的新型Zeta变换器具有良好的性能.

摘要： 介绍了耦合电感器的非对称化对稳态电流纹波和暂态电流响应速度影响的分析，单元耦合与矩阵组合耦合电感集成原理，单元耦合与矩阵组合耦合电感集成结构，分析了相电感耦合度。

摘要： 针对通用型大功率直流开关电源不能完全满足半导体激光器对驱动电源提出的电流稳定度和低电流纹波的要求,本文将LCL滤波器应用到直流变换器的输出级,用来抑制输出电流的纹波和过电流冲击.本文主要研究了直流变换器下LCL滤波器的数字控制方法,首先分析了直流变换器中应用LCL滤波器的可行性,然后研究了一种无差拍型数字电流控制器的设计方法,针对无差拍控制存在稳态误差且鲁棒性稍差的缺点,本文提出了一种复合电流控制策略,结合了数字积分器和无差拍控制,用来修正稳态误差.最后通过仿真验证了这种控制方式的正确性,并且对比了一种采用电容电流反馈的双电流闭环控制策略,表明了本文提出的控制策略的优越性.

摘要： 超宽输入电压范围给反激变换器带来三个难题:1.启动电路损耗大;2.变压器匝比设计困难;3.现有电压型同步整流控制芯片不适用本文超宽检测范围.本文研究了有源启动电路,可以降低启动电路损耗;优化设计了变压器匝比;并提出了拓宽电压型同步整流控制芯片检测电压范围的拓展电路,有效箝位检测端电压.最后设计了一套35V～440V输入的80W原理样机验证了上述电路的有效性.

摘要： 本发明公开了一种用于防止直通电流导致理想二极管误操作的DC-DC变换器。用于接收输入电压的第一晶体管与理想二极管相连，该理想二极管包括第二晶体管和比较器，该比较器用于检测流经第二晶体管的电流并且产生检测信号。控制电路产生用于导通和关断所述第一晶体管的开关信号，以保持输出电压为恒值。脉冲发生电路产生脉冲信号用于在所述第一晶体管导通之前关断所述第二晶体管，并且在从所述第一晶体管导通之时起的一预定时间段内保持所述第二晶体管关断。错误操作防止电路产生控制信号，该控制信号用于从所述第二晶体管关断之时到所述第一晶体管导通之时保持所述第二晶体管关断。

摘要： 本发明公开了一种防止直通电流在输出晶体管中流动的DC-DC变换器。第一晶体管接收输入电压。第二晶体管连接到第一晶体管。比较器连接到第二晶体管。比较器基于第二晶体管的两个端子之间的电位差来检测流经扼流线圈的电流，以生成用于接通和关断第二晶体管的开关控制信号。第二晶体管和比较器形成了理想二极管。DC-DC变换器的控制电路基于脉冲信号来生成用于接通和关断第一晶体管的激活信号，以保持输出电压恒定。直通电流防止脉冲生成电路生成脉冲信号，该脉冲信号用于在从第一晶体管导通之前到第一晶体管导通之后的时间内关断第二晶体管。

摘要： 本发明公开了直流-直流变换器和用于直流-直流变换器的控制器。本发明公开了一种用于防止直通电流导致理想二极管误操作的DC-DC变换器。用于接收输入电压的第一晶体管与理想二极管相连，该理想二极管包括第二晶体管和比较器，该比较器用于检测流经第二晶体管的电流并且产生检测信号。控制电路产生用于导通和关断所述第一晶体管的开关信号，以保持输出电压为恒值。脉冲发生电路产生脉冲信号用于在所述第一晶体管导通之前关断所述第二晶体管，并且在从所述第一晶体管导通之时起的一预定时间段内保持所述第二晶体管关断。错误操作防止电路产生控制信号，该控制信号用于从所述第二晶体管关断之时到所述第一晶体管导通之时保持所述第二晶体管关断。

摘要： 一种直流‑直流变换器，其包括具有初级侧(P1，P2)和次级侧(S1，S2，S3)的功率变压器(104)和耦接至变压器初级侧的多个功率晶体管(102)。该变换器还包括耦接至变压器的次级侧的次级偏置电源(110)以及耦接至变压器次级侧并且被配置为基于与变压器的次级侧关联的电压电平产生反馈控制信号的次级侧控制器(108)。该次级侧控制器仅从次级偏置电源接收工作功率。

摘要： 本发明公开了一种直流-直流变换器，用于变换输入电压并生成输出电压。所述直流-直流变换器包括调节电阻器。控制电路生成控制信号并且包括外部端子，所述调节电阻器从外部连接到所述外部端子。开关晶体管连接到所述控制电路并且根据所述控制信号而接通或关断。所述控制电路包括生成振荡信号的振荡器。所述控制电路基于所述振荡信号和一对应于所述直流-直流变换器的输出电压或输出电流的信号来生成所述控制信号。所述振荡器对流经所述控制电路的外部端子的第一电流量进行监视并且以对应于该监视结果的周期来生成所述振荡信号。

摘要： 本发明公开了直流-直流变换器和用于直流-直流变换器的控制器。本发明公开了一种用于防止直通电流导致理想二极管误操作的DC－DC变换器。用于接收输入电压的第一晶体管与理想二极管相连，该理想二极管包括第二晶体管和比较器，该比较器用于检测流经第二晶体管的电流并且产生检测信号。控制电路产生用于导通和关断所述第一晶体管的开关信号，以保持输出电压为恒值。脉冲发生电路产生脉冲信号用于在所述第一晶体管导通之前关断所述第二晶体管，并且在从所述第一晶体管导通之时起的一预定时间段内保持所述第二晶体管关断。错误操作防止电路产生控制信号，该控制信号用于从所述第二晶体管关断之时到所述第一晶体管导通之时保持所述第二晶体管关断。

摘要： 根据本发明，为了减少焊接装置(1)在空载运行(L)中的能量消耗和实现极好地且受控地开始焊接阶段(X)，其中所述焊接装置(1)的直流‑直流变换器(2)将施加在输入端子(Ue+)上的直流输入电压(Ue)转换为施加在输出端子(Ua+)上的直流输出电压(Ua)，其中以切换频率(f1)切换所述直流‑直流变换器(2)的一个分支(A)的至少一个切换元件(S1)，其中为所述焊接装置(1)设置有焊接阶段(X)，在该焊接阶段期间所述切换频率(f1)对应于正常切换频率(f1x)，根据本发明为所述焊接装置(1)设置有空载阶段(L)，在该空载阶段期间以对应于空载切换频率(f1L)的切换频率(f1)切换所述至少一个切换元件(S1)，所述空载切换频率小于所述正常切换频率(f1x)。

摘要： 本发明提供了一种直流‑直流变换器及直流‑直流变换器控制方法，其中，该直流‑直流变换器包括：第一功率变换单元、第二功率变换单元、第一切换单元、第二切换单元和输出滤波单元。采用上述技术方案，解决了相关技术中开关电源功率电路拓扑的电压增益调节能力较差的问题，提高了开关电源功率电路拓扑的电压增益调节能力。

摘要： 本公开提供一种直流-直流变换器及其直流-直流变换器系统，所述直流-直流变换器包括：功率转换电路；以及电流检测电路，用于检测流入或流出所述功率转换电路的电流，所述电流检测电路包括：电感器，耦接于所述功率转换电路；检测模块，包括电性串联连接的感应绕组和阻抗器，所述检测模块与所述电感器电性并联连接；以及输出模块，耦接于所述阻抗器的两端，用于产生反映流入或流出所述功率转换电路的电流的电流检测信号。本公开提出的直流-直流变换器中的一种新颖的电流检测电路，具有无损耗，无延时的优点。

摘要： 本发明公开了一种直流—直流变换器，用于变换输入电压并生成输出电压。所述直流—直流变换器包括调节电阻器。控制电路生成控制信号并且包括外部端子，所述调节电阻器从外部连接到所述外部端子。开关晶体管连接到所述控制电路并且根据所述控制信号而接通或关断。所述控制电路包括生成振荡信号的振荡器。所述控制电路基于所述振荡信号和一对应于所述直流—直流变换器的输出电压或输出电流的信号来生成所述控制信号。所述振荡器对流经所述控制电路的外部端子的第一电流量进行监视并且以对应于该监视结果的周期来生成所述振荡信号。