摘要：LLC谐振变换器有着转换效率高、软开关特性好等显著优点。但在储能系统充电的应用场合中,宽电压增益输出要求LLC谐振变换器工作频率在较大范围内变化,从而引起转换效率明显降低、磁性元件设计困难、轻载调节有限等问题。研究了一种采用谐振电感复用的LCL-T/LLC谐振变换器,可用于电动汽车的车载充电。将谐振电感置于变压器副边,构建LCL-T谐振腔使得变换器工作在恒流充电阶段,LCL-T谐振变换器的恒流特性可以显著减小变换器的工作频率范围;通过辅助开关改变谐振支路,该谐振电感也可参与LLC谐振,使变换器工作在恒压充电阶段,提供稳定的充电电压。由于谐振电感位于变压器副边,减少了死区时间内的磁芯损耗,提高了转换效率。详细分析了该变换器的工作模式和直流增益特性,给出了关键参数设计原则。最后,搭建了一台3.3 kW、400 V/330 V的实验样机,验证了变换器拓扑和控制方案的有效性。

摘要：提出一种基于并联变压器切换控制的LLC(ST-LLC)多谐振腔软开关直流变换器。基于变电感比值k的设计思想,采用多变压器间接并联方法以及切换控制策略构建新的变拓扑结构LLC,在保持软开关特性的同时,实现对变换器效率的有效提升以及对变压器热点的分散设计。对拓扑电压增益特性以及主要工作模态进行详细分析,为变换器工作模式设置提供了理论依据。给出变压器切换控制逻辑,并在此基础上,提出一种最优负荷分区控制策略,拓宽了LLC变换器的高效工作范围。此外,详细推导变压器切换控制点最大功率解析式,给出电路主要元件参数设计流程,并设计制作了一台约1kW的电源样机,通过仿真和实验共同验证了所提方案的可行性,样机实现了在82%的负载范围内保持90%以上的工作效率。

摘要：本文针对Boost变换器的负载电阻扰动和输入电压变化等系统不确定因素对输出电压的影响,提出了一种基于扩张状态观测器的改进滑模控制算法.首先,设计扩张状态观测器对系统状态、负载电阻和输入电压值进行估计,然后基于得到的估计值采用改进滑模控制算法设计系统控制器.通过理论分析,证明了Boost变换器闭环控制系统的稳定性.仿真和实验结果表明,与传统的滑模控制算法相比,本文所提出的控制算法更好地改善了系统的跟踪性能,提升了系统的鲁棒性.

摘要：为了充分发挥交交变频原理优于交直交变频原理的优势,详细分析了交交变频技术的现状,提出了基于斩波控制的脉冲阻塞式交交变频原理。通过对传统交流调压电路的合理改造,利用单个功率器件实现了交交变频变压的目的。根据面积等效原理,对等脉宽控制方式进行了详细的理论分析,根据输出电压的不同频率和幅值,推导出了等脉宽控制方式中相应占空比的数学表达式。在PSPICE环境下进行了单相系统的等脉宽控制方式仿真研究,并设计了基于FPGA的系统主电路和控制电路。最后,采用VHDL完成了系统软件设计,并结合系统硬件电路完成了相关实验,获得了有效实验结果。仿真和实验结果一致,并且与文中的理论分析结果也完全一致,从而验证了提出的脉冲阻塞式斩波控制交交变频原理的正确性及可行性。

摘要：为了改变传统交-交变频技术功率因数低,功率器件多的状况,发挥无中间直流环节,功率双向流动和超低速传动等优势,针对节电传动设计了一种低成本装置,提出将交-交斩波调压器变性为交-交斩波变频器的构想,用周期性阻塞式脉冲控制取代了连续脉冲控制,并用等脉宽和SPWM变脉宽两种规律实现了该构想。文中推导了设定工作频率下控制参数的关系式,讨论了最少器件的拓扑,并给出了单管变频器的典型实验波形。最后,分析了该技术的应用前景,并建议采用压频比协调变频调速与单独变压调速的分段复合开环控制策略,实现电机系统的低成本简易节电。

摘要：直流微网采用分层控制可实现不同控制目标在不同时间刻度的解耦设计。其中,底层初级控制广泛采用下垂策略实现并联电压模块的自主均流。但高均流精度依赖于较大的下垂系数,同时会引起较大的母线电压跌落。该文提出一种带母线电压多级前馈补偿的直流微网分段线性下垂控制策略,按照负荷区间能够柔性设置各并联模块的下垂系数,同时,对于母线电压跌落利用母线电压多级前馈进行补偿,在初级控制上可以同时解决并联模块的均流性能与母线电压跌落问题。最后,设计了实验室样机,实验结果验证了该控制策略的优越性。

摘要：低压直流微电网是实现终端用户负荷直流化的一种重要形态,为了解决其中各储能单元荷电状态(SoC)不一致问题,提出了改进SoC均衡控制策略。该策略可同时实现储能单元充电和放电过程中的SoC均衡和负载电流分配,并将母线电压偏差控制在较小范围内。同时控制系统无需进行输出电流采样与互联通信,可有效降低设计成本。其次提出了曲线法分析系统动态特性,并基于小信号模型对系统进行稳定性分析。最后搭建硬件实验平台,验证了该控制策略的正确性及可行性。

摘要：三线圈无线电能传输系统的传输效率和输出功率受线圈距离、线圈匝数、线圈尺寸以及工作频率的影响较大,而且同一三线圈系统中,系统的传输效率与输出功率无法同时达到最大值。为解决以上问题,文中以3个线圈的线圈匝数、中心匝边长、系统频率、发射线圈与中继线圈的距离以及中继线圈与接收线圈的距离作为优化变量,以效率与输出功率的乘积构建了目标函数。文中采用遗传算法求取效率与输出功率最优值的折中值,并对含有非线性约束条件的系统参数进行优化。最后,通过仿真和实验验证了优化结果的正确性。所设计的系统传输距离为37.39 cm,输出功率为151.37 W,系统效率为81.02%,满足实际应用要求。

摘要：针对多负载无线电能传输系统效率的最大化问题,采用多端口网络理论分析并将系统效率最大化下的最优负载值问题转为求解广义特征值问题。首先,搭建单输入多输出多负载无线电能传输系统模型,结合端口网络理论和广义瑞利商深入研究系统最佳负载和最大效率之间的关系。在系统参数确定的前提下,通过对系统负载值进行设计,可以实现系统达到最高效率运行的状态,并应用对偶原理将理论成果推广至多负载电容式无线电能传输系统中;其次,采用遗传算法对多负载无线电能传输系统效率进行寻优,确定最佳负载值的正确性和可行性;最后,搭建了基于S-S拓扑的电感式无线电能传输系统实验平台,将单输入两输出、单输入三输出、单输入两不同、单输入三不同输出负载系统作为样本,仿真和实验数据对比验证了所提方法的正确性及最佳负载的可行性。

摘要：地铁屏蔽门作为城市轨道交通系统中的重要组成部分,保障其控制系统的供电是屏蔽门安全可靠运行的基本前提。根据地铁屏蔽门控制系统供电直流UPS电源模组的要求,该文首先设计基于LLC半桥谐振拓扑的DC/DC供电模块单元,能够在全负载范围内实现软开关,同时满足高转换效率及动态响应的综合指标;其次提出分段式非线性下垂控制策略,用于实现供电模组单元的自适应及自主均流,以改善均流效果与负载电压调整率之间的折中设计。给出了LLC DC/DC供电模块单元及其自主均流设计方案,制作了两台额定功率为600 W的模块电源样机,通过实验测试验证了供电模块单元及其自主均流的可行性。