四开关三电平半桥LLC变换器的控制策略与效率优化 被引量：2

1

作者 陈杰 刘昌咏 +2 位作者 邓文明 高宇 阮新波 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第24期7833-7845,共13页

四开关三电平半桥LLC变换器在宽电压范围输入场合应用时具有突出优势。该文首先分析该变换器在定频双模式控制下的工作模态,基于变换器输出增益提出一种模式软切换控制策略,有效地抑制了模式切换过程中的暂态电流过冲现象;进而提出一种... 四开关三电平半桥LLC变换器在宽电压范围输入场合应用时具有突出优势。该文首先分析该变换器在定频双模式控制下的工作模态,基于变换器输出增益提出一种模式软切换控制策略,有效地抑制了模式切换过程中的暂态电流过冲现象;进而提出一种均压策略,抑制了输入侧电容电压不均衡现象。为了提升四开关三电平半桥LLC变换器的变换效率,建立变换器损耗模型,并采用布谷鸟搜索算法对变换器的谐振参数进行智能寻优,得到了最优参数。最后,研制了一台500 W的原理样机,验证了所提出控制策略和参数优化方法的正确性和有效性。 展开更多

关键词 四开关三电平半桥LLC 模式软切换 效率优化 谐振参数 布谷鸟搜索算法

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具有宽范围输出电压的三电平半桥LLC谐振变换器控制策略 被引量：22

2

作者 王暄 王广柱 +1 位作者 孙晓伟 柳丹青 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第21期24-33,共10页

由于三电平变换器的开关管电压应力仅为输入电压的一半,在大功率DC-DC电源、电动汽车充电等应用领域得到广泛的关注和研究。为了实现宽范围输出电压调节控制,克服三电平半桥LLC谐振变换器采用变频调制时电压调节范围小的缺点,将移相调... 由于三电平变换器的开关管电压应力仅为输入电压的一半,在大功率DC-DC电源、电动汽车充电等应用领域得到广泛的关注和研究。为了实现宽范围输出电压调节控制,克服三电平半桥LLC谐振变换器采用变频调制时电压调节范围小的缺点,将移相调制策略引入三电平半桥LLC谐振变换器控制,分析了其工作过程、电压调节范围及软开关条件,导出了实现软开关的工作状态分界点,由此提出一种三电平半桥LLC谐振变换器移相和变频相结合的混合式调制策略。该策略根据软开关工作状态,切换移相调制和变频调制,以实现全程软开关和宽范围输出电压控制。实验验证了理论分析结果的正确性以及所提调制策略的可行性和有效性。 展开更多

关键词 三电平半桥LLC谐振变换器 移相控制 变频控制 软开关 电压增益

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工作在双移相状态下的隔离式三电平半桥双向DC/DC分析

3

作者 冯强 董瑞琦 +2 位作者 王聪 程红 庄园 《煤炭工程》 北大核心 2013年第S1期112-115,共4页

双向DC/DC具有易实现软开关,功率双向流动,电气隔离,高可靠性以及具有完全对称的配置等特点。文章对一种新的隔离式三电平半桥双向DC/DC拓扑进行了分析,和两电平双向DC/DC对比,发现三电平半桥双向DC/DE拓扑可以更方便的用在高电压环境中... 双向DC/DC具有易实现软开关,功率双向流动,电气隔离,高可靠性以及具有完全对称的配置等特点。文章对一种新的隔离式三电平半桥双向DC/DC拓扑进行了分析,和两电平双向DC/DC对比,发现三电平半桥双向DC/DE拓扑可以更方便的用在高电压环境中,因为每个开关管所承受的耐压只有直流侧电压的一半。文章对该拓扑工作在双移相情况下作了详细的电路分析,并进行了仿真实验,仿真结果证明了结果的正确性。 展开更多

关键词 隔离式三电平半桥 双向DC/DC变换器 双移相 零电压导通

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半周期电流滞环控制的二极管钳位型三电平半桥逆变器 被引量：4

4

作者 陈小刚 王慧贞 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第11期61-67,共7页

传统的桥式电路在其控制策略中需要加入死区时间来避免直通问题,从而增大了桥臂电压谐波。本文针对应用广泛的单相二极管钳位型三电平半桥逆变器(DCTLHBI),采用一种半周期电流滞环控制模式,在电流正负半个周期内分别只控制上、下桥臂开... 传统的桥式电路在其控制策略中需要加入死区时间来避免直通问题,从而增大了桥臂电压谐波。本文针对应用广泛的单相二极管钳位型三电平半桥逆变器(DCTLHBI),采用一种半周期电流滞环控制模式,在电流正负半个周期内分别只控制上、下桥臂开关管来实现三电平输出,在整个周期的控制中驱动信号不用加入死区时间,可以更好地减小桥臂输出电压的谐波含量,双环宽的滞环电流控制方法进一步提高了系统的稳定性及动态响应。本文详细分析了工作在该控制方法下的DCTLHBI工作原理及其无死区时间控制策略,仿真和实验结果验证了该控制方案的可行性。 展开更多

关键词 三电平半桥逆变器 半周期模式 双环宽滞环电流控制 死区时间

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双PWM控制下三电平半桥隔离型双向DC-DC变换器的全局最小峰值电流研究 被引量：12

5

作者 杨超 许海平 +1 位作者 袁志宝 许志强 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第8期1679-1689,共11页

针对三电平半桥隔离型双向DC-DC变换器,提出了一种双PWM与移相结合控制(DPWMPS)的方法。通过对该控制工作原理进行分析,并以变压器两侧电压的相对位置为依据,归纳出系统运行的12种工作模式,并推导出每一种工作模式下的功率传输特性。在... 针对三电平半桥隔离型双向DC-DC变换器,提出了一种双PWM与移相结合控制(DPWMPS)的方法。通过对该控制工作原理进行分析,并以变压器两侧电压的相对位置为依据,归纳出系统运行的12种工作模式,并推导出每一种工作模式下的功率传输特性。在此基础上,该文提出一种电感最小峰值电流控制方法,能在电压配比m≤1的情况下实现稳态电感峰值电流全局最优。最后搭建实验平台,通过实验结果证明了该算法的正确性和有效性。 展开更多

关键词 双PWM与移相结合控制 三电平半桥隔离型双向DC-DC变换器 工作模式 最小峰值电流控制

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基于SiC器件的三电平半桥单电感均压电路 被引量：1

6

作者 崔恒斌 任海军 周涛 《电源学报》 CSCD 北大核心 2021年第3期182-188,共7页

针对辅助变流器中充电机输入端支撑电容电压不均衡导致变压器出现磁饱和的问题,研究一种基于SiC MOSFET器件的单电感均压电路。对单电感均压电路的4种工作模态进行分析,通过两个开关管的互补导通,利用电感实现能量在支撑电容之间的重新... 针对辅助变流器中充电机输入端支撑电容电压不均衡导致变压器出现磁饱和的问题,研究一种基于SiC MOSFET器件的单电感均压电路。对单电感均压电路的4种工作模态进行分析,通过两个开关管的互补导通,利用电感实现能量在支撑电容之间的重新分配,可实现支撑电容电压的均衡。对单电感均压电路的3种典型开关状态类型进行分析,并根据其开关状态类型计算单电感均压电路电感选取范围。仿真和小功率实验结果表明单电感均压电路具有较强的均压能力。 展开更多

关键词 SiC MOSFET器件 单电感均压 辅助变流器 三电平半桥

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双输入三电平半桥DC-DC变换器及其回流功率优化控制方法 被引量：1

7

作者 李江荣 杨向宇 《现代电子技术》 2022年第10期99-104,共6页

在双极性直流微电网中,正负极母线之间存在电压不平衡的问题。为平衡正负极母线电压和提升母线的功率输出性能,文中提出一种适用于双极性直流母线的新型双输入三电平半桥DC-DC变换器。通过分析变换器的工作原理,在双重移相控制的基础上... 在双极性直流微电网中,正负极母线之间存在电压不平衡的问题。为平衡正负极母线电压和提升母线的功率输出性能,文中提出一种适用于双极性直流母线的新型双输入三电平半桥DC-DC变换器。通过分析变换器的工作原理,在双重移相控制的基础上建立输出功率、电压传输比与回流功率的数学模型,并提出最小回流功率追踪控制方法,降低变换器的损耗。根据双极性直流微电网的特性,在最小回流功率追踪控制的基础上进行切换电压传输比的改进,以一定程度上解决正负极母线电压不平衡的问题,并且进一步降低变换器的回流功率,有效地提升变换器的工作性能。最后利用Matlab/Simulink仿真模拟并分析不同工况下变换器的工作状态,验证文中所提出的双输入三电平半桥DC-DC变换器及其回流功率优化控制方法的有效性与优越性。 展开更多

关键词 双极性 直流微电网 电压平衡 双输入 三电平半桥DC-DC变换器 数学建模 回流功率优化控制

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一种新颖的磁集成自驱动倍流整流半桥三电平直流变换器 被引量：7

8

作者 刘志军 虞晓阳 金科 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第3期131-139,共9页

提出了一种新颖的磁集成自驱动倍流整流半桥三电平直流变换器。首先采用无非跨电容和钳位二极管的半桥三电平结构作为变换器的一次,接着采用倍流整流电路作为变换器的二次。为了减小变换器的体积,本文采用了磁集成技术,将主变压器拆分... 提出了一种新颖的磁集成自驱动倍流整流半桥三电平直流变换器。首先采用无非跨电容和钳位二极管的半桥三电平结构作为变换器的一次,接着采用倍流整流电路作为变换器的二次。为了减小变换器的体积,本文采用了磁集成技术,将主变压器拆分成两个,利用主变压器的励磁电感分别替代滤波电感,最后再将两个变压器集成到一副磁心里面。与传统倍流整流半桥三电平变换器相比,该变换器不存在三电平桥臂钳位二极管可靠性较差的问题;仅需采用一副磁心,增加了变换器的功率密度,同时可以直接利用主变压器辅助绕组驱动二次同步整流管,简化了驱动电路,提高了变换器的效率。一台28V/100A的原理样机验证了理论分析的正确性。 展开更多

关键词 自驱动 倍流整流 磁集成 半桥三电平

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基于半桥三电平变换器LLC谐振参数的分析设计 被引量：4

9

作者 慕昆 郑征 马方军 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2019年第1期119-125,共7页

在LLC谐振电路中,为了计算谐振元件Lr、Lm、Cr的参数值,以应用在电动汽车充电桩上的半桥三电平LLC谐振电路为研究对象,分析该电路的工作机理,并采用每对开关管关断时间错开,一只先关断,另一只后关断的控制策略,从而实现电路工作在零电... 在LLC谐振电路中,为了计算谐振元件Lr、Lm、Cr的参数值,以应用在电动汽车充电桩上的半桥三电平LLC谐振电路为研究对象,分析该电路的工作机理,并采用每对开关管关断时间错开,一只先关断,另一只后关断的控制策略,从而实现电路工作在零电压关断工作状态,达到减少开关损耗和实现软开关的目的。基于基波分量简化建模法对该电路建立数学模型,经过理论推导,得出应用于半桥三电平电路中的LLC谐振元件Lr、Lm、Cr的参数设计方法。设计了一款输入电压为600～750 V,输出为750 V/20 A的样机,验证了上述理论分析的正确性和设计方法的合理性。 展开更多

关键词 LLC谐振电路 电动汽车充电桩 半桥三电平 谐振元件

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半桥三电平直流变换器的电容电压控制策略 被引量：6

10

作者 周玮阳 虞晓阳 +1 位作者 金科 刘志军 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第16期56-62,共7页

三电平(TL)直流变换器具有主开关管电压应力为输入电压一半的优点,适用于高压输入场合。本文所研究的四开关半桥TL直流变换器可以实现一次侧开关管的宽范围软开关,而且避免了钳位二极管和飞跨电容带来的可靠性问题。但是主电路以及控制... 三电平(TL)直流变换器具有主开关管电压应力为输入电压一半的优点,适用于高压输入场合。本文所研究的四开关半桥TL直流变换器可以实现一次侧开关管的宽范围软开关,而且避免了钳位二极管和飞跨电容带来的可靠性问题。但是主电路以及控制电路的不对称可能造成输入分压电容以及隔直电容的偏压,从而导致主功率管以及整流二极管电压应力增加。本文提出了一种电容电压控制策略,通过调节正负半周占空比以及相位差,实现输入分压电容和隔直电容的电压控制,提高变换器运行的可靠性。最后研制了一台输入800V、输出28V/2k W的原理样机,实验结果验证了偏压理论分析的正确性以及电容电压控制策略的有效性。 展开更多

关键词 半桥三电平 偏压 电容电压控制 占空比 相位差

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半桥三电平双有源桥不对称均压控制策略 被引量：2

11

作者 王志刚 王后生 +2 位作者 张青杰 吴金利 葛伟美 《电力工程技术》 北大核心 2022年第6期221-229,共9页

半桥三电平双有源桥(HBTL-DAB)电路工作时必须解决三电平侧上下直流母线电容均压问题,在传统对称控制模式中,可通过微调占空比的方法,实现带载情况下的电容电压均衡控制。然而在空载情况下,对称控制模式难以从控制策略上实现上下直流母... 半桥三电平双有源桥(HBTL-DAB)电路工作时必须解决三电平侧上下直流母线电容均压问题,在传统对称控制模式中,可通过微调占空比的方法,实现带载情况下的电容电压均衡控制。然而在空载情况下,对称控制模式难以从控制策略上实现上下直流母线电容电压的均衡调节。针对该问题,文中提出一种针对HBTL-DAB电路的不对称控制方法,首先从理论上分析对称模式不能均压的原因,进而根据不对称方法计算空载时上下直流母线电容分别在正负半周期内传输的能量偏差。通过调节该能量偏差实现上下直流母线电容电压的均衡控制,并同时指出影响电压均衡控制效果的主要因素。最后通过仿真,对所述不对称控制方法在多种工况下的运行情况进行验证。结果表明,无论是外部持续存在不平衡因素的工况、只存在初始不平衡因素的工况,还是内部存在脉冲误差的工况,不对称控制方法都能实现空载和带载时的电压均衡控制。 展开更多

关键词 半桥三电平(HBTL) 双有源桥(DAB) 对称控制 不对称控制 中点电位平衡 电压均衡

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一种双向隔离三电平DC-DC变换器电流有效值最小控制方法 被引量：6

12

作者 罗登 舒泽亮 +1 位作者 林宏健 况祖杭 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2018年第7期200-206,共7页

针对双向隔离DC-DC变换器在传统"两电平H桥结构+移相控制"模式下进行功率传输所导致的开关器件承受电压应力大、变换器传输效率低等问题,提出一种"双边三电平半桥结构+电流有效值最小控制策略"方案。该方案将H桥结... 针对双向隔离DC-DC变换器在传统"两电平H桥结构+移相控制"模式下进行功率传输所导致的开关器件承受电压应力大、变换器传输效率低等问题,提出一种"双边三电平半桥结构+电流有效值最小控制策略"方案。该方案将H桥结构替换为三电平半桥结构并在传统移相控制的基础上增加对变压器漏感电流有效值的控制,降低了变换器损耗和开关器件承受的电压应力并提高了变换器的传输效率。根据隔离变压器漏感电流有效值表达式与零电压开关条件,对电感电流有效值最小控制方法的控制曲线进行了详细推导,并根据该控制曲线设计了基于可编程逻辑器件的控制核心。采用新型Si C MOSFET开关器件搭建了物理实验平台。实验结果表明在所提方案的作用下开关器件所承受的电压应力、变换器损耗和变换器传输效率都得到了较大的改善,验证了理论分析的正确性和所提方案的可行性。 展开更多

关键词 DC-DC变换器 漏感电流有效值最小控制 三电平半桥结构 移相控制 变压器漏感电流 传输效率

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大容量直流风机新型组串方案及功率解耦控制技术

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作者 刘其辉 刘懿欣 +3 位作者 梁忠雨 洪诚程 蔡希鹏 朱益华 《电机与控制学报》 CSCD 北大核心 2024年第12期20-32,共13页

针对全直流海上串并联型风电场存在的弃风现象和可靠性低的问题,在传统串并联型风电场的基础上提出一种由直流风机、三电平半桥功率解耦电路和隔离型DC/DC变换器组成的新型串并联风电场架构及其控制策略。根据风机高容量和高电压的需求... 针对全直流海上串并联型风电场存在的弃风现象和可靠性低的问题,在传统串并联型风电场的基础上提出一种由直流风机、三电平半桥功率解耦电路和隔离型DC/DC变换器组成的新型串并联风电场架构及其控制策略。根据风机高容量和高电压的需求,提出三电平半桥功率解耦电路和模块化隔离型DC/DC变换器方案,分析了功率解耦电路的工作原理,同时考虑风机输出电压平衡和功率解耦电路输出电压稳定目标,给出了功率解耦电路和模块化DC/DC变换器的控制策略,最后通过离线仿真和硬件在环实验验证了功率解耦电路和DC/DC变换器拓扑及其控制策略的有效性。该方案优化了串并联型风电场汇集拓扑,解决了串联风机功率耦合的问题,实现了串联风机在不同风速下仍能进行最大风能追踪控制的目标,提高了串并联型风电场的可靠性。 展开更多

关键词 海上全直流风电场 串并联型直流汇集网 三电平半桥功率解耦电路 DC/DC变换器 均压控制 离线仿真 StarSim实时仿真

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高压直流通信电源中高频开关整流模块 被引量：11

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作者 陈新 王赟程 +1 位作者 宋卫平 马广积 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第4期152-159,共8页

随着计算机和通信行业的快速发展,高压直流供电系统目前已成为通信电源的一个新的研究方向。本文针对高压直流供电系统中高频开关整流模块的硬件拓扑和关键控制策略开展研究,整流模块前级采用基于VIENNA拓扑的三相PFC,本文分析了VIENNA... 随着计算机和通信行业的快速发展,高压直流供电系统目前已成为通信电源的一个新的研究方向。本文针对高压直流供电系统中高频开关整流模块的硬件拓扑和关键控制策略开展研究,整流模块前级采用基于VIENNA拓扑的三相PFC,本文分析了VIENNA整流器的工作原理,研究了中点平衡控制策略;整流模块后级采用新型ZVS三电平半桥DC-DC变换器以改善轻载工作时ZVS的效果,并针对轻载条件下滞后管软开关优化要求提出一种改进型PWM控制策略,同时给出了各种工作条件下关键控制环路设计过程;最后设计了一台5.8kW的HVDC整流模块样机并进行了相关的实验。 展开更多

关键词 高压直流供电系统 VIENNA整流器 三电平半桥DC-DC变换器 零电压开关

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