摘要：无线电能传输系统中的整流性负载具有非线性特征,而对系统传输特性分析和谐振参数设计时常采用基波分析法,将整流性负载等效为纯电阻,导致理论分析与实际存在一定偏差、系统偏离谐振状态。针对该问题,以LCC-S型无线电能传输系统为研究对象,考虑谐波以及整流性负载的非线性,对系统传输特性进行分析,进而提出基于整流性负载补偿的负载阻抗和接收端串联谐振电容参数的计算方法,并对逆变电路开关特性进行分析验证。所提接收端谐振参数设计方法能够使系统接收端回路谐振,提高系统的输出功率;降低逆变电路开关管的关断电流,提升系统的传输效率。搭建了一套2.5 kW的LCC-S型无线电能传输实验平台,验证了理论分析与所提参数设计方法的有效性和正确性。

摘要：谐振开关电容变换器(SCC)因可实现零电流开关、减小开关损耗和提高功率密度而广泛应用于数据中心、电动汽车等高功率密度和增益比场合,电感元件作为其重要组成部分是影响变换器提高性能的关键因素。为解决变换器前后级谐振电流不等而导致的解耦困难问题,该文设计一种中柱不开气隙的解耦磁集成电感。在研究电路工作原理的基础上,通过对偶分析法分析并与耦合磁集成相比得出,中柱不开气隙的解耦磁集成方法电感耦合度更高、且能够实现两级解耦。变换器谐振参数不对称会导致前后级谐振周期不一致,该文采用完全对称绕组以降低绕组对磁性参数的影响,保证多个电感参数的一致性。最后制作实验样机,验证了所设计的谐振SCC磁集成电感的合理性和有效性。

摘要：Buck型DC-DC变换器采用开关电感单元后能拓宽电压变换范围且减小器件电流应力,但该文经推导发现,因电感的串并联切换会使等效电流分别为单电感电流的一倍和两倍,导致与负载电流的关系不确定,并使变换器变为非最小相位系统。该文以开关电感Buck变换器(SLBC)为例,在分析工作原理的基础上,指出该变换器在连续导通模式(CCM)下开关电感单元电流与负载电流间存在六种与电感和占空比密切相关的匹配关系,同时存在负调现象。在断续导通模式(DCM)下开关电感单元电流与负载电流间仅存在一种对应关系,且不存在负调现象。该文分别在CCM和DCM下使用状态空间平均法和全阶模型面积法建立SLBC的小信号模型,表明该变换器存在右半平面零点(RHPZ),系统特性类似于升压型DC-DC变换器。依据六种电流关系和RHPZ相对位置,给出电感、电容值的最佳选择区域,综合满足稳态纹波和动态响应需求。最后通过实验验证了该文理论分析的正确性。

摘要：宽增益范围的双向非隔离型直流变换器在直流微网、电动汽车等领域有广泛应用。为进一步扩大双向非隔离型直流变换器的电压增益范围,提出了一种基于开关电感单元的双向四开关DC/DC变换器,可有效扩展输出电压增益范围。通过对3种稳态模式的分析,设计了一种基于增益判断的三模式控制方法,并基于单载波-双调制波的调制策略实现了系统在升压、升降压、降压3种模式之间的平稳切换。仿真与实验验证了所提变换器的宽输出增益范围和高转换效率,并通过输入电压变化验证三模式切换控制策略的有效性。

摘要：随着新能源与并网技术的快速发展,混合能源动力在轨道交通机车车辆中的应用前景越来越广阔。多种混合动力单元的协同工作需要进行详细设计与调试。此处提出一种混合动力试验平台设计方案,适用于内燃机、动力电池、燃料电池、超级电容等多种动力形式的混合动力系统,并实现了对混合动力系统进行拓扑、策略验证及测试,完成各子系统间的地面联调,为机车车辆的上车测试打好基础。同时还引进了地面储能系统,通过削峰填谷实现供配电的扩容。以中车大同的调车机车混合动力试验平台为基础,给出了详细的设计方案,为今后同类型试验平台提供了参考。