隔离型开关电感Zeta变换器磁集成研究 被引量：3

1

作者 李洪珠 张理 +1 位作者 李洪璠 吴剑男 《电源学报》 CSCD 北大核心 2020年第3期80-85,共6页

为了提高传统非隔离变换器的电压增益、开关频率和功率密度,同时实现电气隔离、减小电感电流纹波和变换器体积重量,提出了一种磁集成开关电感隔离型Zeta变换器。该变换器中加入了变压器以实现电气隔离,用开关电感代替变换器中的储能电感... 为了提高传统非隔离变换器的电压增益、开关频率和功率密度,同时实现电气隔离、减小电感电流纹波和变换器体积重量,提出了一种磁集成开关电感隔离型Zeta变换器。该变换器中加入了变压器以实现电气隔离,用开关电感代替变换器中的储能电感,并对变压器和开关电感进行了磁集成。分析了变换器的工作模态,推导了变换器电压增益表达式;分析了电感电流纹波的大小,给出了该变换器的磁集成设计方案。与传统Zeta变换器相比,该变换器的电压增益提高了N(1+D)倍,开关电感电流纹波减小了近一半。样机实验结果表明具有开关电感的磁集成隔离型变换器具有优良的综合性能,验证了理论分析的正确性。 展开更多

关键词 开关电感 zeta变换器 电压增益 磁集成

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新型高增益耦合电感开关电容集成Zeta变换器 被引量：6

2

作者 荣德生 孙瑄瑨 +1 位作者 吕培贤 朱晓林 《电力系统及其自动化学报》 CSCD 北大核心 2020年第9期128-135,共8页

为了提升Zeta变换器的电压增益,提出了一种新型高增益耦合电感开关电容集成Zeta变换器。首先,将开关电容结构引入Zeta变换器,将变换器的输入电感作为耦合电感的原边,副边与电容、二极管组成倍压结构集成至开关电容结构中,共用开关电容... 为了提升Zeta变换器的电压增益,提出了一种新型高增益耦合电感开关电容集成Zeta变换器。首先,将开关电容结构引入Zeta变换器,将变换器的输入电感作为耦合电感的原边,副边与电容、二极管组成倍压结构集成至开关电容结构中,共用开关电容中的二极管-电容倍压单元作为无源箝位支路。然后,分析了变换器工作在连续工作模式与断续工作模式下的工作原理,给出了各项性能参数。理论分析表明,变换器在实现较高电压增益的同时,开关管具有低电压应力。最后,通过搭建一台150 W的实验样机,验证了理论分析的正确性。 展开更多

关键词 zeta变换器 开关电容 耦合电感 高增益 低电压应力

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双输入磁集成开关电感Zeta变换器 被引量：2

3

作者 荣德生 高妍 +2 位作者 张理 胡举爽 王秋实 《电源学报》 CSCD 北大核心 2021年第4期195-202,共8页

为了提高传统Zeta变换器的电压增益、减小电感电流纹波和变换器中磁性器件的体积和重量,提出了一种双输入磁集成开关电感Zeta变换器。该变换器是在传统Zeta变换器的基础上增加一路输入变为双电源输入Zeta变换器,并在结构中用2个开关电... 为了提高传统Zeta变换器的电压增益、减小电感电流纹波和变换器中磁性器件的体积和重量,提出了一种双输入磁集成开关电感Zeta变换器。该变换器是在传统Zeta变换器的基础上增加一路输入变为双电源输入Zeta变换器,并在结构中用2个开关电感单元分别代替储能电感,对开关电感单元中的电感进行了磁集成。通过分析变换器的不同工作模态,推导出变换器的电压增益表达式,分析了电感电流纹波的大小,并给出了变换器的磁集成设计方案。与传统Zeta变换器相比,所提变换器的电压增益提高了2(1+D)倍,开关电感电流纹波减小了近一半。最后用仿真及实验对理论分析进行验证,结果表明所提变换器具有优良的综合性能。 展开更多

关键词 zeta变换器 开关电感 磁集成 双电源输入

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单开关MHz高增益Zeta变换器 被引量：1

4

作者 邾玢鑫 刘光辉 +2 位作者 张耀 陈世环 黄煜 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第18期6361-6370,共10页

传统DC/DC变换器受电路寄生参数的影响升压能力受到了限制,难以在宽输入宽输出的应用场合中使用。基于Zeta变换器,文中引入一种与之相匹配的"外衣"电路,提出一种单开关高增益Zeta变换器。所提"外衣"电路不含任何有... 传统DC/DC变换器受电路寄生参数的影响升压能力受到了限制,难以在宽输入宽输出的应用场合中使用。基于Zeta变换器,文中引入一种与之相匹配的"外衣"电路,提出一种单开关高增益Zeta变换器。所提"外衣"电路不含任何有源开关,不会改变原变换器的控制和驱动电路,同时"外衣"电路的引入还可以降低开关器件的电压应力。此外,在采用氮化镓MOSFET提高变换器开关频率的基础之上,应用PCB平面集成电感技术,所提变换器功率密度得到显著提高。文中详细分析所提变换器工作原理,参数特性及平面集成电感的设计过程,并搭建一个300W的实验样机验证理论分析的正确性。 展开更多

关键词 “外衣”电路 zeta变换器 高频 高增益 集成电感

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磁集成高增益Zeta变换器研究 被引量：1

5

作者 荣德生 吕培贤 +2 位作者 孙瑄瑨 袁亚松 韩少鹏 《电源学报》 CSCD 北大核心 2021年第5期25-31,共7页

针对传统升压变换器升压能力不足的问题,提出一种改进型磁集成高增益Zeta变换器。分析了该变换器的工作原理以及工作模态,推导了输出电压增益公式,分析了二极管、开关管、电容的电压应力,引入磁集成技术对电感进行耦合,减小了变换器体... 针对传统升压变换器升压能力不足的问题,提出一种改进型磁集成高增益Zeta变换器。分析了该变换器的工作原理以及工作模态,推导了输出电压增益公式,分析了二极管、开关管、电容的电压应力,引入磁集成技术对电感进行耦合,减小了变换器体积和电感电流纹波。与传统Zeta变换器相比,电压增益提高了(3D+1)/D倍,电感电流纹波减小1/2。通过PSIM仿真软件对理论分析进行仿真验证,并制作实验样机对仿真和理论分析进行了验证。 展开更多

关键词 zeta变换器 高增益 磁集成技术 电流纹波

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一种具有耦合电感结构的高增益组合Zeta变换器

6

作者 张勇志 郑雨新 《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2021年第6期538-545,共8页

为提升Zeta变换器的升压能力,采用拓扑组合和耦合倍压的方法,将Zeta变换器与二极管-电容倍压结构进行组合并引入耦合电感结构,提出一种具有耦合电感结构的高增益组合Zeta变换器,分析其工作原理,推导变换器电压增益表达式、器件的电压应... 为提升Zeta变换器的升压能力,采用拓扑组合和耦合倍压的方法,将Zeta变换器与二极管-电容倍压结构进行组合并引入耦合电感结构,提出一种具有耦合电感结构的高增益组合Zeta变换器,分析其工作原理,推导变换器电压增益表达式、器件的电压应力表达式.研究结果表明:该变换器具有较高的电压增益和较低的电压应力,共用结构中的电容-二极管结构作为无源钳位支路,在没有额外增加器件的情况下吸收了漏感能量.搭建150 W的实验样机,验证理论分析的正确性. 展开更多

关键词 zeta变换器 耦合电感 高增益 无源钳位 漏感

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Zeta变换器的切换建模 被引量：1

7

作者 尚永祥 汤自安 《科学技术与工程》 北大核心 2019年第34期174-179,共6页

针对Zeta变换器在建模过程中进行大量简化,使其模型描述不精确,或含有复杂的表达式,使得计算量大的问题,提出了一种同时适用于连续传导模式(CCM)和不连续传导模式(DCM)的切换建模方法。首先根据Zeta变换器的自身结构,推导了Zeta变换器... 针对Zeta变换器在建模过程中进行大量简化,使其模型描述不精确,或含有复杂的表达式,使得计算量大的问题,提出了一种同时适用于连续传导模式(CCM)和不连续传导模式(DCM)的切换建模方法。首先根据Zeta变换器的自身结构,推导了Zeta变换器的不同工作状态,并结合切换理论,分析了不同工作状态间的切换条件。其次,引入逻辑命题及等价转换原则,根据Zeta变换器的工作过程,将Zeta变换器在不同工作模态间的切换条件转换成约束不等式,从而建立Zeta变换器在CCM和DCM模式下的统一模型。最后,对运行在CCM、BCM(临界传导模式)和DCM模式的Zeta变换器进行了仿真实验,并与状态空间平均法及平均开关法进行了对比,仿真结果验证了所提方法的有效性。 展开更多

关键词 zeta变换器 切换理论 等价转换 统一模型

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新型高增益开关电容Zeta式DC-DC变换器 被引量：2

8

作者 杨子鑫 陈忠华 《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2023年第2期220-227,共8页

为解决光伏组件输出电压较低的问题,提出一种新型高增益开关电容Zeta式变换器。在Zeta变换器中加入开关电容,其内置的二极管-电容支路作为双倍压钳位吸收回路以减少开关管的电压应力,耦合电感的原边代替变换器中前级电感,副边与二极管... 为解决光伏组件输出电压较低的问题,提出一种新型高增益开关电容Zeta式变换器。在Zeta变换器中加入开关电容,其内置的二极管-电容支路作为双倍压钳位吸收回路以减少开关管的电压应力,耦合电感的原边代替变换器中前级电感,副边与二极管、电容构成倍压结构与变换器进行并联,可进一步加大电压增益。分析了该变换器的性能,获取变换器各种性能数据。搭建功率为150W的实验样机验证了理论分析的正确性,所搭样机测试效率高达95.5%,开关器件应力也大大降低。 展开更多

关键词 DC-DC变换器 zeta变换器 开关电容 耦合电感 无源钳位

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一种新型无电解电容的单级Zeta逆变器 被引量：7

9

作者 王立乔 李占一 杨彬 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第14期4221-4230,共10页

传统的电压型逆变器只能实现降压逆变,且使用电解电容,体积大、可靠性低,应用于新能源发电系统等领域时具有很大的局限性。提出一种新型无电解电容的单级非隔离逆变器拓扑,该逆变器由2个改进型Zeta电路组合而成,所含开关器件及无源器件... 传统的电压型逆变器只能实现降压逆变,且使用电解电容,体积大、可靠性低,应用于新能源发电系统等领域时具有很大的局限性。提出一种新型无电解电容的单级非隔离逆变器拓扑,该逆变器由2个改进型Zeta电路组合而成,所含开关器件及无源器件数量较少,以容值较小的非电解电容作为中间储能元件,具有体积小、可靠性高、使用寿命长的优点。分析新型逆变器的工作原理,推导得出中间储能电容电压公式及逆变器增益;建立该逆变器数学模型,设计闭环调节器,并进行仿真验证;在理论分析和仿真实验的基础上,对新型无电解电容的单级Zeta逆变器搭建实验样机,实验结果证明,该逆变器具有良好的动静态性能。 展开更多

关键词 可再生能源发电 无电解电容 zeta变换器 升降压 闭环控制

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一种新型飞跨电容型Zeta多电平逆变器 被引量：14

10

作者 王立乔 韩胥静 +1 位作者 李占一 杨彬 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第1期254-265,共12页

该文提出一种新型飞跨电容型多电平逆变器,该逆变器由Zeta变换器进行演变推导而得,具有可升降压、电容可自均压、钳位器件少、拓扑延展性好等优点,克服了传统多电平逆变器在应用方面的局限性。该文首先介绍该逆变器的工作原理,并采用单... 该文提出一种新型飞跨电容型多电平逆变器,该逆变器由Zeta变换器进行演变推导而得,具有可升降压、电容可自均压、钳位器件少、拓扑延展性好等优点,克服了传统多电平逆变器在应用方面的局限性。该文首先介绍该逆变器的工作原理,并采用单极性载波相移调制策略,在不提高载波频率的基础上提高其等效开关频率,降低输出电压的总谐波畸变率。此外,对Zeta五电平逆变器的开关器件电压应力、电容自均压的实现、升降压能力和拓扑延展性能方面进行分析。所提逆变器采用PR调节器对其进行闭环控制,通过仿真对其可行性进行验证,且在理论分析和仿真证明的基础上,对Zeta五电平逆变器搭建一台实验样机,实验结果验证该理论分析及仿真结果的正确性,以及该逆变器具有良好的动静态性能。 展开更多

关键词 多电平逆变器 zeta变换器 升降压 自均压 闭环控制

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基于Zeta电路的光伏逆变器双闭环控制研究 被引量：4

11

作者 岳舟 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期1994-1998,共5页

提出一种由双向Zeta变换器组成的新型光伏逆变器。该拓扑结构简单紧凑,无需直流分裂电容,开关频率低,通过占空比的调节,能在一个功率级内产生幅值高于或低于输入直流电压的交流电压,适用于AC模块。详细分析所提逆变器的工作原理,并详细... 提出一种由双向Zeta变换器组成的新型光伏逆变器。该拓扑结构简单紧凑,无需直流分裂电容,开关频率低,通过占空比的调节,能在一个功率级内产生幅值高于或低于输入直流电压的交流电压,适用于AC模块。详细分析所提逆变器的工作原理,并详细阐述电压电流双闭环控制原理。采用双闭环控制方法,在Matlab/Simulink环境下建立控制系统的仿真模型。仿真结果验证了该逆变器器的优点和双闭环控制方法的有效性。 展开更多

关键词 zeta变换器 光伏逆变器 双闭环控制 仿真

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基于PWM-Zeta型电子束焊机高压稳定电源优化设计 被引量：2

12

作者 莫金海 杨亚伟 乔艳平 《现代电子技术》 北大核心 2018年第4期96-100,共5页

传统的电子束焊机高压电源电路因为存在高纹波输出电压的特性,直接导致了输出稳定性不高。为了满足现代电子技术的发展对电子束焊机的焊接质量的要求,为此设计了一种新型电子束焊机高压稳压电源控制系统。该设计从电子束焊机高压稳压电... 传统的电子束焊机高压电源电路因为存在高纹波输出电压的特性,直接导致了输出稳定性不高。为了满足现代电子技术的发展对电子束焊机的焊接质量的要求,为此设计了一种新型电子束焊机高压稳压电源控制系统。该设计从电子束焊机高压稳压电源着手通过提高输出电压的稳定性来提高焊接质量,主要原理是将新型的PWM-Zeta变换器结构与PID控制技术相结合,同时采用了遗传算法来优化PID参数的方式,提高系统的稳压精度和控制精度。并且利用SABER和Matlab软件构建系统主电路和控制系统并进行仿真。理论分析和仿真结果表明,该系统具有输出纹波小、整机系统稳压精度高、控制可靠性高、动态特性良好、换能效率高、工作环境要求低等特点。 展开更多

关键词 电子束焊机 PWM脉宽调制 zeta型变换器 PID控制 遗传算法 MATLAB

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Zeta型电子束焊机高压稳定电源的纹波抑制与稳压 被引量：2

13

作者 莫金海 林伟 陶辉 《现代电子技术》 北大核心 2019年第5期115-118,123,共5页

在传统的电子束焊机电源系统中,由于开关电源自身的原因,存在较高的固有高纹波输出电压特点,导致电子束焊机电源系统的输出电压不稳定。为此,采用耦合电感技术,设计了一种Zeta型变换器为主电路的电子束焊机的电源系统,其原理是将耦合电... 在传统的电子束焊机电源系统中,由于开关电源自身的原因,存在较高的固有高纹波输出电压特点,导致电子束焊机电源系统的输出电压不稳定。为此,采用耦合电感技术,设计了一种Zeta型变换器为主电路的电子束焊机的电源系统,其原理是将耦合电感技术与Zeta型变换器相结合,合理分配Zeta变换器中的两耦合电感的耦合程度来抑制纹波。同时,采用PI控制-前馈控制构成的复合控制器提高电源系统的控制精度和输出稳定精度。PLECS软件仿真结果表明,该系统不仅抑制输出电压纹波效果十分明显,而且还具备输出电压稳压精度高、动态特性好和工作可靠等特点,验证了理论推导的正确性。 展开更多

关键词 电子束焊机 耦合电感 zeta型变换器 纹波抑制 复合控制 高压稳定电源

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无刷直流电动机转矩脉动抑制 被引量：8

14

作者 孙冠群 蔡慧 +1 位作者 牛志钧 王斌锐 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第11期51-58,共8页

通过对无刷直流电动机(brushless DC motor,BLDCM)典型PWM调制控制方式的分析,对新型的PWM开关模式进行了研究,证实了它能消除非换相区的非导通相绕组的二极管续流,进而大大降低非换相区转矩脉动。在该电机系统的换相区转矩脉动抑制方面... 通过对无刷直流电动机(brushless DC motor,BLDCM)典型PWM调制控制方式的分析,对新型的PWM开关模式进行了研究,证实了它能消除非换相区的非导通相绕组的二极管续流,进而大大降低非换相区转矩脉动。在该电机系统的换相区转矩脉动抑制方面,通过对换相区开与关不同相的上升与下降电流的分析,并基于功率变换器直流侧供电电压与电机反电动势的固定关系能消除换相区转矩脉动的机理,提出了在功率变换器主电路的直流侧增加ZETA变换器,当进入换相区时由可控的ZETA变换器向功率变换器供电,供电电压保持4倍于电机反电动势。通过实验证实了系统的非换相区和换相区转矩脉动抑制效果。 展开更多

关键词 无刷直流电机 转矩脉动 PWM开关 zeta变换器 功率变换器

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