摘要：[目的]地铁列车大功率辅助变流器高度集成化后,散热要求越来越高,为此有必要提出散热系统新设计方案。[方法]通过系统的损耗计算、风机选型、散热风道布局等一系列正向设计,结合仿真来验证热设计的合理性。[结果及结论]仿真表明,在单台辅助变流器故障工况下,中间腔室流场分布不均,导致变压器温升较高,存在热失效风险。在此基础上对风道结构进行优化,仿真确认优化后风道的流场分布较均匀,变压器温升显著降低且在器件应用温度范围内,表明优化后散热系统满足应用需求。为验证理论设计的合理性,开展了样机的温升试验,对比仿真和样机试验结果,在单台/两台满载工况下,关键器件的温升和仿真温度差控制在5℃,均在选型的应用范围内,表明风道散热系统设计合理。通过正向优化设计提出了一种新型变流器散热系统及柜体结构,样机试验验证了仿真分析的有效性,大幅缩短了样机的开发周期,提高了市场响应速度,为大功率高频辅助变流器设计及优化提供方法及思路。

摘要：氢能双源机车使用氢燃料电池供电,与传统内燃机车和电力机车相比,不仅更加安全环保,而且运行噪声小、成本低,维护也更加方便。双向DC/DC变流器作为氢能系统的关键部件,用于将燃料电池电压转换为系统所需的工作电压,但既有双向DC/DC变流器一般采用非隔离斩波电路,存在不能实现功率流动方向的在线切换、不能冗余工作等缺点,从而限制了其在氢能双源机车上的应用。为此,文章设计了一种双向隔离DC/DC变流器,其采用双有源桥(dual active bridges,DAB)电路,软开关范围宽,变换效率高,并可实现能量的双向流动和传输方向的在线切换,具备电气隔离和热冗余功能。文章具体阐述了一种440 kW双向隔离DC/DC变流器的主电路设计和控制策略,提出了一种以电感电流峰值最小化作为优化目标的储能电感设计方法。原理仿真和试验结果验证了该设计的可行性,变流器效率最高可达96%,成功实现了大功率双向隔离变流器在氢能机车的装车应用。

摘要：研制了一种轻量化高频辅助变流器,该变流器主要由Buck三电平电路、LLC谐振变换器、三相逆变器以及半桥DC/DC变换器组成。阐述各组成电路的主电路结构,分析其工作机制和模态,并研究关键元器件参数的设计方法。仿真和样机试验结果表明:该辅助变流器系统性能良好,显著提高了产品的功率密度。

摘要：研究了DC 750 V供电系统的高频辅助变流器LLC谐振变换器的工作情况,找出了该功率等级下LLC难以实现软开关的关键问题,并提出了如何优化该系统参数的建议。最后,通过仿真和试验结果验证了结论的准确性。

摘要：详细分析了三电平Buck变换器的工作原理及不同时段的等效电路,推导出滤波电感、输入电容和输出电容的理论计算公式,采用Saber软件对电路原理进行了仿真,通过设计1台工程样机进行试验测试,验证了理论分析及计算的正确性。

摘要：介绍了一种城轨车辆高频隔离辅助变压器的设计思路,主要对变压器铁心选择、绕组设计、寄生电感及损耗计算等关键项点进行阐述,最后通过试制一台60 k VA样机验证所设计变压器性能满足系统应用要求。

摘要：IGBT死区时间的合理设置是零电压开关(ZVS)型LLC变换器实现软开关的必要条件。在IGBT关断时,由于其输出电容非恒定,导致死区时间设置相对复杂。文章分析了IGBT的关断特性,指出在LLC谐振电路中工作结温越高,工作功率越大,越不利于实现软开关;提出应在最高工作结温和最大工作负载情况下设计最小和最大死区时间。最后,通过搭建60 kW的LLC变换器进行验证,试验结果与理论计算结果基本一致,验证了优化设计的准确性。

摘要：详细阐述了一种采用主辅一体化全新设计理念的大功率水冷IGBT变流器的系统原理、主电路、主要参数和总体结构,重点分析了该变流器的一体化集成设计、IGBT并联、水冷及保护等关键技术。通过系统联调试验表明,该变流器的技术性能能满足大功率电力机车交流传动牵引和辅助供电的要求。

摘要：设置合理的死区时间是保证LLC谐振变换器实现零电压开通(ZVS)的重要环节。实际工程应用中,由于加工工艺分散性等原因,谐振槽元器件参数值会存在一定的波动,导致同一批次产品的理论死区时间范围不尽相同且难以确定,从而无法保证批量产品实现软开关性能的一致性。文章首先对ZVS型LLC谐振变换器的死区时间设置范围进行理论推导和分析;然后采用以正交设计、信噪比分析方法为基础的田口设计方法对LLC谐振参数的中心值和容差进行了基于死区时间上下限范围的稳健性优化设计;最后,通过蒙特卡洛方法产生大量虚拟样本对设计结果进行了仿真验证。结果表明,优化后的谐振参数设计方案大大降低了结电容放电时间和谐振电流反向时间的波动分散性,加大了死区时间选择的窗口裕度,提高了该型LLC谐振变换器在全负载范围内实现软开关性能的一致性能力。

摘要：为适应变流产品高频化、高功率密度化的发展趋势,重点介绍了LLC谐振软开关电路的工作原理,研究了LLC谐振网络主要数学关系,分析了软开关实现的理论条件。提出了LLC谐振软开关电路在工程上实现软开关的3个约束,结电容放电时间约束、一次侧电流过零约束和频率匹配约束。在此基础上搭建了1台60kW基于LLC谐振软开关的DC/DC变换器,并通过试验验证了设计的可行性。