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基于线性化的单级式双有源桥AC-DC变换器最小电流应力控制策略 被引量:1
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作者 王要强 钟正阳 +2 位作者 李想 聂福全 梁军 《电工技术学报》 北大核心 2025年第10期3224-3235,共12页
针对单级式双有源桥AC-DC变换器调制非线性和电流应力较大的问题,该文提出一种基于线性化的变换器最小电流应力控制策略。首先,分析扩展移相(EPS)调制策略的开关特性,对于输入电流与移相比呈非线性的特点,提出一种线性化变频移相控制策... 针对单级式双有源桥AC-DC变换器调制非线性和电流应力较大的问题,该文提出一种基于线性化的变换器最小电流应力控制策略。首先,分析扩展移相(EPS)调制策略的开关特性,对于输入电流与移相比呈非线性的特点,提出一种线性化变频移相控制策略。其次,通过微分极值法实现变换器电流应力的最小化,该控制策略不仅可以降低变换器的控制复杂度,还可以在有效降低变换器电流应力的同时保证开关管具有较宽零电压开通(ZVS)范围,并且移相比和开关频率以解析形式获得,计算简单、易于实现。最后,通过仿真和实验对该文所提控制策略进行验证,证明了该控制策略的可行性。 展开更多
关键词 ac-dc变换器 扩展移相 线性化 最小电流应力 零电压软开关
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两级式AC-DC变换器母线电压纹波前馈控制方法 被引量:1
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作者 贺虎成 李凯凯 +2 位作者 王承海 翟恒 王嘉若 《高电压技术》 北大核心 2025年第2期816-827,共12页
在两级式AC-DC变换器中,前级功率因数校正(power factor correction,PFC)固有的瞬时功率波动特性会造成母线电压存在二倍频纹波,影响后级CLLLC谐振变换器的输出电压质量。针对以上问题,该文提出了基于二阶广义积分(second order general... 在两级式AC-DC变换器中,前级功率因数校正(power factor correction,PFC)固有的瞬时功率波动特性会造成母线电压存在二倍频纹波,影响后级CLLLC谐振变换器的输出电压质量。针对以上问题,该文提出了基于二阶广义积分(second order generalized integral,SOGI)的可变增益母线电压纹波前馈控制方法。采用SOGI提取母线电压纹波信息,基于品质因数Q与电压增益的关系和母线电压纹波对归一化频率的影响,解析了母线电压纹波对CLLLC谐振变换器输出电压的影响机理,得到Q值与前馈增益系数Ka的关系,采用仿真寻优加数据拟合的方法得到前馈可变增益系数曲线。仿真和实验结果表明,相比于无前馈控制,所提控制方法对CLLLC谐振变换器的输出电压纹波具有较好的抑制效果,输出电压纹波降低了72%,验证了所提算法的有效性。 展开更多
关键词 两级式ac-dc变换器 CLLLC 可变增益前馈控制 纹波抑制 SOGI
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单级式双有源桥型AC-DC变换器电压增益分析及优化调制策略
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作者 王要强 闫武庆 +2 位作者 聂福全 刘文君 梁军 《电力自动化设备》 北大核心 2025年第9期103-109,118,共8页
为了解决单级式双有源桥型AC-DC变换器在宽电压范围内软开关范围受限和漏感电流峰值较大的问题,提出一种计及电压增益的扩展移相变频调制策略。分析了副边侧扩展移相调制在宽电压范围内存在的漏感电流峰值较大的问题,继而提出一种计及... 为了解决单级式双有源桥型AC-DC变换器在宽电压范围内软开关范围受限和漏感电流峰值较大的问题,提出一种计及电压增益的扩展移相变频调制策略。分析了副边侧扩展移相调制在宽电压范围内存在的漏感电流峰值较大的问题,继而提出一种计及电压增益的双模式调制;在此基础上,分析升压与降压模式的软开关条件,通过约束特定开关管开通时刻的漏感电流值,推导得出移相比和开关频率的数学表达式。该调制策略可以实现全范围软开关,并且能在一定程度上减小漏感电流峰值。通过仿真和实验证明了所提调制策略的可行性。 展开更多
关键词 单级式ac-dc变换器 双有源桥变换器 宽电压增益 扩展移相 软开关
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一种新型交流侧调频输出的AC-DC双向变换器研究
4
作者 刘晓东 张君扬 +2 位作者 李宁 刘宿城 孙海涛 《电源学报》 北大核心 2025年第4期111-119,共9页
针对传统多级式AC-DC双向变换器功率密度较低、应用场景单一的问题,提出1种新型交流可调频输出AC-DC双向变换器。采用矩阵式变频电路代替全桥电路,结合整流与逆变2种工作模式控制方法,实现变换器无需直流环节的单级式交-交变频功能,使... 针对传统多级式AC-DC双向变换器功率密度较低、应用场景单一的问题,提出1种新型交流可调频输出AC-DC双向变换器。采用矩阵式变频电路代替全桥电路,结合整流与逆变2种工作模式控制方法,实现变换器无需直流环节的单级式交-交变频功能,使得变换器在满足车网互动V2G(vehicle-to-grid)能源交互策略的基础上新增新能源电动车的能量灵活外放功能。控制层面,当变换器工作在逆变模式时,采用比例谐振控制以获得较低的总谐波失真及频率可调特性,进而覆盖更多交流侧用电器需求;当变换器工作在整流模式时,基于连续导通模式CCM(continuous conduction mode)的平均电流控制可保证交流侧高功率因数值与直流侧稳压输出。最后,搭建MATLAB/Simulink仿真模型与硬件实验平台进行验证,结果证明了所提拓扑的正确性及有效性。 展开更多
关键词 ac-dc双向变换器 比例谐振控制 车网互动 频率可调
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新型无桥单级式双向高频链AC-DC变换器研究 被引量:1
5
作者 姜宇 刘闯 +5 位作者 朱帝 蔡国伟 韩钰 杨富尧 裴忠晨 王菁月 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第14期5621-5633,I0025,共14页
传统双级式高频链AC-DC变换器在功率密度以及运行可靠性方面存在局限性,现有单级式拓扑通常面临电路组件众多、调制方案复杂的技术挑战。为此,提出一种新型无桥单级式双向高频链AC-DC变换器,在减少开关器件数目的同时,可彻底消除两级之... 传统双级式高频链AC-DC变换器在功率密度以及运行可靠性方面存在局限性,现有单级式拓扑通常面临电路组件众多、调制方案复杂的技术挑战。为此,提出一种新型无桥单级式双向高频链AC-DC变换器,在减少开关器件数目的同时,可彻底消除两级之间的直流母线电容。此外,该变换器采用简单的单变量调制方法,无需实时迭代变量和判断运行工作点。首先从数学模型入手,推导证明所提调制策略的正确性;其次,对变换器的工作原理、拓扑特点以及软开关性能进行详细分析,并基于状态空间平均方程,设计一种易于实现的虚拟矢量控制方案;最后,设计搭建一台额定功率为600 W的实验样机,验证理论分析的正确性。 展开更多
关键词 隔离型ac-dc变换器 单级式 高频链 调制策略 软开关
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定频控制谐振型单级隔离AC-DC变换器
6
作者 陈赉阳 刘杰 +1 位作者 邢岩 吴红飞 《电工技术学报》 北大核心 2025年第12期3943-3952,共10页
基于串联谐振腔谐振频率点阻抗为零的特点,该文提出基于定频脉冲宽度调制的单级隔离式AC-DC变换器及其优化设计方法。通过调节谐振腔两端高频激励电压脉冲宽度,使得谐振腔两端基波电压相等,实现变换器等效电压增益宽范围连续可调,满足AC... 基于串联谐振腔谐振频率点阻抗为零的特点,该文提出基于定频脉冲宽度调制的单级隔离式AC-DC变换器及其优化设计方法。通过调节谐振腔两端高频激励电压脉冲宽度,使得谐振腔两端基波电压相等,实现变换器等效电压增益宽范围连续可调,满足AC-DC变换器交直流侧电压和电流调控需求。该文以AC-DC变换器全功率周期效率优化为目标,建立综合考虑开关损耗和导通损耗的分析模型,并据此给出变换器参数优化设计方法。详细分析AC-DC变换器的工作原理和特性,并制作设计开关频率为300 kHz的实验样机,最后通过实验验证了该文解决方案的有效性。 展开更多
关键词 单级ac-dc 变换器 谐振变换器 脉冲宽度调制 软开关
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图腾柱双有源桥AC-DC变换器的非对称扩展移相优化调制策略
7
作者 余城洋 李佳 +2 位作者 晏益朋 牟迪 罗全明 《电工技术学报》 北大核心 2025年第8期2560-2572,共13页
单级式图腾柱双有源桥AC-DC变换器具有元件数量少、功率密度高和成本低等优点,在车载充电机等领域具有广阔的应用前景。然而,现有的单移相和扩展移相调制策略由于存在调制自由度不足的问题,而无法对变换器进行多目标的优化,使图腾柱双... 单级式图腾柱双有源桥AC-DC变换器具有元件数量少、功率密度高和成本低等优点,在车载充电机等领域具有广阔的应用前景。然而,现有的单移相和扩展移相调制策略由于存在调制自由度不足的问题,而无法对变换器进行多目标的优化,使图腾柱双有源桥AC-DC变换器在并网电流质量和效率等稳态性能方面仍有提升空间,限制了该变换器在车载充电机中的进一步应用。首次,该文在扩展移相调制策略的基础上引入非对称调制,从而提出具有三个自由度的非对称扩展移相调制策略。其次,对变换器在非对称扩展移相调制下所有可能的工作模式进行分析,并借助时域分析法建立各工作模式的时域稳态分析模型。然后,考虑控制传输功率以实现功率因数校正的同时,进行电感电流初值和峰峰值的多目标优化调制策略求解。最后,相比传统的单移相和扩展移相调制策略,所提出的非对称扩展移相优化调制策略大幅度提升了变换器的稳态性能:并网电流的质量显著提升,峰值效率提升超过5%和1.5%。所提理论分析和优化结果都在仿真和实验中得到了验证。 展开更多
关键词 图腾柱双有源桥 ac-dc变换器 非对称扩展移相调制 功率因数校正 优化调制策略
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AC-DC电源发展现状与趋势综述
8
作者 张倚凡 张劼 +2 位作者 刘雨旸 朱孝祺 张晓娟 《电气开关》 2025年第2期1-3,10,共4页
在综述AC-DC电源军民领域应用现状的基础上,阐述了拓扑结构、整流、滤波、稳压、转换效率与电磁兼容性等AC-DC电源的关键技术,分析了现有技术的优劣,指出了AC-DC电源技术的未来发展方向。
关键词 ac-dc电源 关键技术 应用领域 发展趋势 智能化
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采用三相-两相平衡变压器的三相AC-DC变换器分析
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作者 叶思文 沈一鹤 +4 位作者 朱佳伟 魏铭欧 杨喜军 江剑峰 陈圣泽 《变频器世界》 2025年第2期78-84,共7页
基于实际电感电流与期望电感电流的斜率关系,分析了单相功率因数校正器(PFC)中升压电感过零交越失真机理,给出了几种能够提高网侧过零附近升压电感端电压的电路,使得实际电感电流上升斜率明显大于期望电感电流,无需改变原有控制结构和... 基于实际电感电流与期望电感电流的斜率关系,分析了单相功率因数校正器(PFC)中升压电感过零交越失真机理,给出了几种能够提高网侧过零附近升压电感端电压的电路,使得实际电感电流上升斜率明显大于期望电感电流,无需改变原有控制结构和控制策略。分析了采用三相-两相平衡变压器(Scott变压器)以及单相功率因数校正器来实现三相AC-DC变换器的原理,并探讨了在航空供电频率应用的可能性。 展开更多
关键词 电感电流过零交越失真 三相-两相平衡变压器 三相ac-dc变换器 单相功率因数校正器
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单级功率因数校正AC-DC整流器
10
作者 刘光远 陈乾坤 《山东工业技术》 2025年第3期14-18,共5页
相对于单级应用,两级功率因数校正(PFC)整流器是典型的用于实现高功率因数和快速输出调节的整流装置。在低功率应用领域,两级功率因数校正装置成本太高,构建一个完成上述功能且只含有一个开关管的整流器是有可能的。提出了使用高质量整... 相对于单级应用,两级功率因数校正(PFC)整流器是典型的用于实现高功率因数和快速输出调节的整流装置。在低功率应用领域,两级功率因数校正装置成本太高,构建一个完成上述功能且只含有一个开关管的整流器是有可能的。提出了使用高质量整流器、储能电容器和直流-直流转换器的单级功率转换器的原理框图,重点研究了单级高质量功率因数校正AD-DC整流器的电路拓扑图和设计要求,给出了一个40 W反激式Boost整流器的电路图,并进行了仿真。实验波形证实了操作模式的有效性。 展开更多
关键词 ac-dc 单位功率因数 单级功率因数校正
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单相并网双向AC-DC的研究与实现
11
作者 王伟斌 周进 +2 位作者 赖江南 刘征昊 翁韵琪 《电工技术》 2025年第7期1-4,共4页
双向AC/DC变换器作为能源互联网的关键硬件组件,发挥着至关重要的作用,特别是在系统稳定运行和能量合理分配方面。针对双向AC/DC变换器的多模态控制、滤波性能提升及电能质量改善的研究仍然不够全面的问题,设计了额定功率500 W的样机,... 双向AC/DC变换器作为能源互联网的关键硬件组件,发挥着至关重要的作用,特别是在系统稳定运行和能量合理分配方面。针对双向AC/DC变换器的多模态控制、滤波性能提升及电能质量改善的研究仍然不够全面的问题,设计了额定功率500 W的样机,进行了硬件设计与多模态控制策略研究。研究结果表明,正向工作交流有效值电压输入为(220±22)V,输出直流电压稳定在24 V,效率峰值为93.8%;反向工作直流电压输入为DC 24 V,输出交流电220 V并网,输出交流电压总谐波畸变率THD为3.77%。 展开更多
关键词 双向ac-dc变换器 图腾柱无桥PFC 逆变并网
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车载充电机前级AC-DC变换器的研究现状与发展
12
作者 吴军 周浩 曾磊 《汽车维修》 2025年第2期14-17,共4页
一、概述中国在第七十五届联合国大会上明确提出了“碳达峰”和“碳中和”的目标[1],绿色能源已成为当下社会发展的迫切需求,世界各国逐渐开展新能源产业研究与发展,其中新能源汽车的发展成为新能源产业的重要战略规划,而车载充电机作... 一、概述中国在第七十五届联合国大会上明确提出了“碳达峰”和“碳中和”的目标[1],绿色能源已成为当下社会发展的迫切需求,世界各国逐渐开展新能源产业研究与发展,其中新能源汽车的发展成为新能源产业的重要战略规划,而车载充电机作为新能源汽车的重要零部件,促进并提升了新能源汽车的发展以及使用便利性。 展开更多
关键词 车载充电机 碳达峰 ac-dc变换器
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基于切换模型的双向AC-DC变换器控制策略 被引量:28
13
作者 田崇翼 李珂 +2 位作者 张承慧 庄飞飞 叶保森 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第16期70-76,共7页
双向AC-DC变换器作为交直流混合微电网的重要组成部分,对系统的稳定运行和功率的协调分配有着重要作用。本文基于切换系统理论,提出一种双向AC-DC切换控制方法。该方法首先建立双向AC-DC切换动态模型,选取系统的储能函数作为共同Lyapuno... 双向AC-DC变换器作为交直流混合微电网的重要组成部分,对系统的稳定运行和功率的协调分配有着重要作用。本文基于切换系统理论,提出一种双向AC-DC切换控制方法。该方法首先建立双向AC-DC切换动态模型,选取系统的储能函数作为共同Lyapunov函数。基于此,设计了系统最优切换律并分析了该切换律条件下系统在切换平衡点处的稳定性。为了便于控制器数字化实现,建立了切换系统单步预测模型并对切换策略离散化。仿真和实验结果验证了本文所采用的建模方法和控制策略的有效性。 展开更多
关键词 双向ac-dc变换器 切换模型 电流控制 交直流混合微网 单步预测
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基于直接功率控制的单相AC-DC变流器控制器设计 被引量:19
14
作者 马庆安 李群湛 +2 位作者 邱大强 徐英雷 张丽艳 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第7期251-256,共6页
将单相系统延迟90°得到αβ坐标系二相系统,并由此建立了单相变流器的数学模型。基于直接功率控制设计了单相变流器控制系统。提出电压外环使用二自由度PI控制器以提高控制系统的鲁棒性并降低系统启动过程中的超调量,对可能影响系... 将单相系统延迟90°得到αβ坐标系二相系统,并由此建立了单相变流器的数学模型。基于直接功率控制设计了单相变流器控制系统。提出电压外环使用二自由度PI控制器以提高控制系统的鲁棒性并降低系统启动过程中的超调量,对可能影响系统性能的采样电压进行了修正。最后基于PSCAD/EMTDC的仿真分析验证了方案的可行性。 展开更多
关键词 单相ac-dc变流器 αβ坐标系 直接功率控制 二自由度PI控制
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AC-DC矩阵变换器空间矢量优化调制模式研究 被引量:10
15
作者 冯波 林桦 +1 位作者 王兴伟 安星 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第33期7-14,169,共8页
为减小输出电感电流纹波和窄脉冲,对AC-DC矩阵变换器空间矢量调制模式的优化进行深入研究。根据AC-DC矩阵变换器原理及工作模式得到输出电感电流纹波表达式及特性,分析7种调制模式零矢量与电流纹波最大幅值的关系,提出减小电流纹波的零... 为减小输出电感电流纹波和窄脉冲,对AC-DC矩阵变换器空间矢量调制模式的优化进行深入研究。根据AC-DC矩阵变换器原理及工作模式得到输出电感电流纹波表达式及特性,分析7种调制模式零矢量与电流纹波最大幅值的关系,提出减小电流纹波的零矢量优化方法;考虑换流过程,分析不同调制模式窄脉冲条件和几率;为减小电感电流纹波和窄脉冲,提出一种分段优化调制模式,以实现输出电压全范围调节,改善输入输出波形质量。仿真和实验验证了本文的结论,表明了提出的优化调制策略的正确性。 展开更多
关键词 ac-dc矩阵变换器 空间矢量调制 电感电流纹波 窄脉冲 调制模式
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车用新型AC-DC矩阵式变换器 被引量:15
16
作者 徐壮 殷冠贤 徐殿国 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第8期64-70,共7页
针对车用电子系统容量扩大和传统PWM整流器缺点问题,为实现输入单位功率因数和一级降压整流,去除死区时间引起的谐波带来的影响,本文提出一种新型基于42V PowerNet的车用双向AC-DC矩阵变换器。在基于三相-三相矩阵变换器理论基础上,推演... 针对车用电子系统容量扩大和传统PWM整流器缺点问题,为实现输入单位功率因数和一级降压整流,去除死区时间引起的谐波带来的影响,本文提出一种新型基于42V PowerNet的车用双向AC-DC矩阵变换器。在基于三相-三相矩阵变换器理论基础上,推演出AC-DC矩阵变换器的整流调制策略,并研究了开关序列和换相的方法,采用优化AV法调制策略来控制整流器。运用四步换流策略解决了开关换相存在的短路、断路风险和死区时间问题,仿真和实验结果验证了车用新型AC-DC矩阵式整流器的有效性和正确性。 展开更多
关键词 ac-dc变换器 矩阵变换器 功率因数 四步换流
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AC-DC LED驱动电源消除电解电容技术综述 被引量:32
17
作者 汪飞 钟元旭 阮毅 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第8期176-185,共10页
电解电容是影响AC-DC LED驱动电源寿命的主要元件,因此,消除电解电容技术成为LED驱动电源研究的关键点。近几年国内外学者从控制策略或者拓扑结构等方面相继提出了一些消除电解电容的方法。本文基于控制策略、优化拓扑结构两方面详述AC-... 电解电容是影响AC-DC LED驱动电源寿命的主要元件,因此,消除电解电容技术成为LED驱动电源研究的关键点。近几年国内外学者从控制策略或者拓扑结构等方面相继提出了一些消除电解电容的方法。本文基于控制策略、优化拓扑结构两方面详述AC-DC LED驱动电源消除电解电容技术的研究现状,总结出AC-DC LED驱动电源消除电解电容方法的基本思想,并阐述了现有方法的技术原理和应用特点。最后,根据各种消除电解电容技术的综合性能给出了其应用意见及研究方向。 展开更多
关键词 ac-dc LED驱动电源 消除电解电容 控制策略 优化拓扑结构
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一种新型单级双向隔离AC-DC变换器 被引量:7
18
作者 孙孝峰 肖洒 +1 位作者 申彦峰 王宝诚 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期2916-2925,共10页
提出一种适用于V2G(Vehicle tǒgrid,VZG)和电网-蓄电池储能等系统的单级双向隔离AC-DC变换器。该变换器可实现高效率、高功率密度,及能量双向传输。该文介绍该变换器的工作原理、功率传输特性,分析并设计软开关ZVS(zero voltage switch... 提出一种适用于V2G(Vehicle tǒgrid,VZG)和电网-蓄电池储能等系统的单级双向隔离AC-DC变换器。该变换器可实现高效率、高功率密度,及能量双向传输。该文介绍该变换器的工作原理、功率传输特性,分析并设计软开关ZVS(zero voltage switching,ZVS)的实现,最终可在宽增益范围和全负载情况下实现软开关,并制作一台500 W的实验样机进行验证。 展开更多
关键词 双向变换器 ac-dc变换器 功率因数校正 宽增益范围 零电压开关
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基于开关电容的三相单开关反激式高增益AC-DC整流变换器 被引量:4
19
作者 王议锋 杨良 +1 位作者 王成山 孟准 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第S1期233-241,共9页
提出一种适用于小型分布式风力发电系统的基于开关电容的三相反激式高增益整流变换器。在传统三相单开关电路交流输入侧引入带开关电容的倍压单元,本文所提出的变换器可以实现高电压增益,且该增益随输入电压的升高而降低,使得电路不仅... 提出一种适用于小型分布式风力发电系统的基于开关电容的三相反激式高增益整流变换器。在传统三相单开关电路交流输入侧引入带开关电容的倍压单元,本文所提出的变换器可以实现高电压增益,且该增益随输入电压的升高而降低,使得电路不仅具有较好的低输入电压工作特性,且有效拓宽了变换器的输入电压工作范围。电路工作在电感电流断续(DCM)模式下,从而可实现稳态时的输入电流功率因数校正(PFC)功能。此外,电路未采用电解电容,可实现极低输入电压下微弱能量的收集,有效提高小风机系统的风能利用率。为了验证该拓扑及理论分析的正确性,设计了一台额定功率300W的样机,额定条件下变换效率可以达到85%,输入电流的总谐波失真(THD)小于10%。 展开更多
关键词 开关电容 反激式倍压电路 高电压增益 三相单开关 ac-dc变换器
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矩阵式隔离型双向AC-DC变换器控制策略 被引量:15
20
作者 梅杨 黄伟超 刘子毓 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第12期2499-2506,共8页
针对矩阵式隔离型双向AC-DC变换器,提出一种控制策略,即前级矩阵变换电路和后级全桥电路的调制策略以及矩阵变换器双向开关的换流方法。其中,前级矩阵变换电路的调制基于双线电压调制思路,对扇区进行重新划分,调整和优化开关状态选择,... 针对矩阵式隔离型双向AC-DC变换器,提出一种控制策略,即前级矩阵变换电路和后级全桥电路的调制策略以及矩阵变换器双向开关的换流方法。其中,前级矩阵变换电路的调制基于双线电压调制思路,对扇区进行重新划分,调整和优化开关状态选择,以满足简化换流需求,后级全桥电路根据前级矩阵变换电路的调制策略,配合前级调节脉冲宽度进行协调控制,双向开关换流采用基于交流电压相对大小的两步换流方法。仿真和实验结果表明,在整流和逆变模式下,矩阵式隔离型双向AC-DC变换器均能保证网侧电流正弦,功率因数接近于1,输出电压电流可以保持恒定。由此证明,提出的控制策略,可实现变换器能量双向变换,且输入输出性能优良。 展开更多
关键词 ac-dc变换器 矩阵变换器 控制策略 隔离型
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