摘要：市场上的封装电池是由几个具有相同特性的电池单元串联而构成的,因此蓄电池充电器只能对封装电池整体进行控制,无法避免内部单元的过充电,从而降低了蓄电池使用寿命。提出一个对电池最小单元进行最优化控制的充放电控制拓扑,并进行软开关参数设计和整合,对变脉宽脉冲充电方法进行改进,设计了一种简单有效的正负脉冲充电方法,可有效消除充电过程中的极化现象,实现快速充电的同时提高了电池寿命。此外,对提出的拓扑和充电策略设计了便捷可行的均衡方案。最后制作实验样机,验证了拓扑的实用性、控制的有效性以及整体方案的可行性。

摘要：为了降低并网逆变器的开关损耗,提高系统效率和并网电流质量,提出一种L+LCL型双频单相并网逆变器,集成一个低开关频率的逆变单元和一个高开关频率的整流单元,低频单元负责向电网传递电能,高频单元采用前馈补偿的方式产生消谐电流,无需提取高频电流谐波分量。高频单元侧滤波器采用LCL结构,具有更小体积的同时降低输出电流中的高频开关谐波,提高并网电流质量。介绍了双频单相并网逆变器的工作原理,给出系统的参数设计方法,利用样机进行实验测试。结果表明,该并网逆变器在保证并网电流质量的同时,具有良好的稳态性能和动态响应,并验证了这种双频并网逆变器的效率优势。

摘要：针对DC-DC变换型高频隔离型逆变器中开关损耗大、电压尖峰大、稳定性差的问题,提出由并联谐振与传统DC-DC变换型逆变器相结合的新型逆变器电路拓扑。该逆变器可以实现高频功率器件的零电压开通、体二极管和整流二极管的软关断,从而消除功率器件的开关尖峰,减小逆变器的损耗。详细介绍电路的工作过程和各开关器件软开关原理,同时建立电路的谐振等效模型,以及谐振参数对增益和软开关的影响关系,给出谐振参数的设计原则。为了消除由于加入死区而引入的低次谐波,在控制系统中添加了死区补偿,以提高逆变电流质量。最后制作实验样机,经过实验验证电路拓扑和控制策略的正确性。

摘要：针对交流电力机车牵引传动系统开关频率低的特点,研究了牵引系统的多模式脉宽调制策略以及不同调制策略之间的切换方法,实现了电机控制算法和多模式调制策略的统一框架设计。根据不同调制模式的特点,提出了一种由异步调制切换至同步SVPWM再到同步SHEPWM调制直至方波调制的多模式PWM调制策略;针对不同调制模式在切换过程中出现的问题,使用了一种三相同步的切换方法;为避免电机控制算法和多模式脉宽调制策略之间存在的相角匹配问题,提出了可以简化算法实现复杂程度的统一框架设计方法,并论述了在低采样率下电流调节器和磁链观测器的设计过程;最后,在小功率牵引实验平台实现了无速度传感器电力机车牵引工况下全速域的稳定运行,实验结果验证了算法的有效性。

摘要：间接矩阵变换器换流过程及换流回路复杂,换流回路中存在大量杂散电感且不可忽略,在功率器件高频动作时将出现电压尖峰,导致功率器件的失效和损坏。对此,本文深入分析了间接矩阵变换器的换流原理及过程,通过构建换流回路的等效电路模型,采用电磁计算方法,探究影响杂散电感的主要因素及其对器件电压尖峰的影响作用机理,在此基础上,利用ANSYS软件建立间接矩阵变换器3D模型,进行杂散电感参数提取。据此,提出了一种电路优化设计方案,通过优化母排结构、布线方式、布线位置以及线路尺寸抑制换流回路杂散电感。对优化前后的样机进行仿真和实验测试,结果表明,杂散电感仿真值与实验值趋势大致相同,优化前后杂散电感值均有显著下降,最大下降32.7%。相应地,功率器件关断时电压尖峰得以抑制,最大下降18.3%,使得各器件均能工作于额定电压内。由此可见,建立的模型准确、可靠;且优化设计方案减小了换流回路的杂散电感,抑制了功率器件的电压尖峰,提高了系统运行的安全性、稳定性。

摘要：五桥臂逆变器中有一相桥臂为两个三相逆变桥公用,两台逆变桥运行相互影响彼此限制,使得每台三相逆变桥的输出电压幅值显著降低。传统的模型预测控制中未考虑这一限制,由此会严重制约双电机的调速范围。对此,本文提出了一种改进的无权重系数模型预测控制方法,该方法不仅提高了双电机的调速范围,还将目标函数中不同单位的性能指标磁链和转矩,转化为一个与之等效的磁链矢量,省去了权重系数的设计,同时将五桥臂逆变器固有的电压限制问题转换为磁链限制,使得控制目标和约束条件统一,从而令目标函数最简化,并完全消除了权重系数及相应的设计和整定需求,显著降低了算法的复杂度,使控制器易于实现。仿真和实验结果表明,采用该方法不仅保证了两台电机可同时独立稳定运行,均具有良好的动静态性能,而且显著提高了双电机的调速范围。

摘要：针对氮化镓器件高频开关动作,开关电流难以准确测量的难题,提出了一种基于对称印制电路板结构的高带宽电流检测方法。该方法利用电流分流器原理检测氮化镓器件电流,基于磁感应原理对印制电路板进行了优化设计,通过控制电流在印制电路板上的流通路径,使分流电阻的寄生电感部分被抵消,并配合适当的补偿网络和前置放大器,实现在宽频带测量范围内具有平整的幅频特性。同时,本文提出的电流检测方法所需印制电路板结构紧凑,较商用同轴分流器易于安装。搭建了一套适用于氮化镓器件的宽频带双脉冲测试电路,将本文提出的电流检测方法与商用同轴分流器检测方法进行了对比测试。测试结果验证了所提出电流检测方法的有效性和准确性。

摘要：为了提高电力电子装置中SiC MOSFET可靠性,对SiC MOSFET短路特性和过流保护进行研究。首先在不同的母线电压和环境温度下,对处于短路状态的SiC MOSFET的电流IDS和导通压降VDS(ON)进行测量和分析,在此基础上设计基于VDS(ON)检测的过流保护电路,比较两种消隐电路对保护的影响,实验证明,在消隐电路工作时,较大的充电电流可有效缩短保护时间,但电路功率消耗较大。针对半桥直通短路,根据SiC MOSFET的工作特性,提出一种基于门极电压VGS检测的直通短路保护方法,将半桥两只SiC MOSFET的VGS电压于门极阈值电压比较,如果同时超过阈值电压,可判断发生直通短路,实验表明,提出的保护方法具有保护时间快,短路电流小的特点,与VDS(ON)检测的过流保护电路配合,可以有效地保护SiC MOSFET。

摘要：LCC谐振变换器克服了单一的串联谐振变换器(SRC)或并联谐振变换器(PRC)的缺点,同时具备二者优点。还具有很多传统谐振变换器以外的优点,如较小开关频率范围实现宽线性和负载调制,同时能保持很好的效率,实现全调频范围内的软开关。这些优点让LCC谐振变换器十分适合大功率高压电源。针对大功率高压电源中的LCC谐振变换器参数提出详细的分析和设计过程,并通过Saber仿真进行验证分析。

摘要：LCC谐振变换器克服了单一的串联谐振变换器(SRC)或并联谐振变换器(PRC)的缺点,同时具备二者优点,还具有很多传统谐振变换器以外的优点,如较小开关频率范围实现宽线性和负载调制,同时能保持很好的效率,实现全调频范围内的软开关。这些优点让LCC谐振变换器十分适合大功率高压电源。针对大功率高压电源中的LCC谐振变换器参数提出详细的分析和设计过程,并通过Saber仿真进行验证分析。