1kVA高频软开关三相变流器研制

对新研制的1kVA 270V直流变换成三相四线恒压（115V／200V）恒频（400Hz)交流电的变流器所采用的主电路拓扑构成，工作原理，控制方法进行了介绍，分析，给出了实验数据和波形，并对实验结果进行了分析。该变流器采用了模块化结构，由3个333VA单相DC／AC变换器组合而成，最高开关频率达100kHz，采有了电流电压双闭环DPM滞环控制，结果表明该系统具有高频率，高功率密度，输出波形质量优，三相不对称负载能力强等特点。     

光伏发电系统中高升压比DC-DC变换器

光伏发电作为太阳能的重要应用方式正受到越来越广泛的关注,普遍采用前级DC-DC变换和后级逆变的结构。单相逆变器的输出电压通常为220 V(AC),这就要求前级DC-DC变换器具有很高的升压比。由于单级式DC-DC变换器难以满足要求,本文采用Boost变换器加ZVS全桥直流变压器的两级式结构。针对ZVS全桥直流变压器的不足,将LLC谐振网络应用于全桥直流变压器电路,提出了一种全桥LLC谐振直流变压器,从而实现整个负载范围内开关管的ZVS和整流二极管的ZCS。最后,分别制作了两台1 kW的原理样机进行实验验证,实验结果验证了理论分析的正确性。     

矩阵变换器应用于电机系统的研究与进展

矩阵变换器(Matrix converter,MC)是一种直接变换型的交流-交流电力变换装置,具有无电解电容、结构紧凑、功率密度高和恶劣环境条件下适应性强等优点,适用于电机驱动、移动电源和风力发电等场合,因此得到了国内外众多学者的关注。本文主要对MC在电机系统中应用的研究现状进行综述。首先对MC在异步电机、同步电机以及在航空作动器等电机驱动系统中的研究现状进行了评述,然后介绍了MC应用于基于燃气轮机的分布式发电系统和大功率风力发电中的发展现状,最后对MC在工业界的发展情况进行介绍。本文的内容对矩阵变换器的进一步研究及其推广应用具有参考价值。     

航空发动机转子遥测系统旋转电源变换器

针对航空发动机转子遥测系统中旋转测量设备的电能获取问题,提出了一种基于反激式开关电源原理的可旋转电源变换器技术方案。该电源变换器通过罐形磁芯建立旋转变压器在转子和静子之间的磁路。设计了输出功率最大为10 W的电源变换器。验证了变压器的磁路不受旋转工况的影响。试验并分析了空气隙的大小、旋转偏心等因素对电源变换器性能的影响。所设计的电源变换器能够以非接触方式向发动机转子传输电能。相对于导电滑环等转子遥测系统供电方式,这种电源变换器具有使用寿命不受限制、工作转速范围大的优点。     

飞机变速恒频电源系统可靠性的Monte-Carlo分析

随着电力电子技术的发展,用静止变换器取代机械式的恒速传动装置成为可能,因而出现了变速恒频电源系统。在变速恒频电源系统中,发电机是直接由飞机发动机来传动的。由于发动机的转速不是恒定的,因而发电机输出的交流电的频率也是变化的,故再用变换器把变频交流电变换为恒频交流电。飞机变速恒频电源系统的主要部件有无刷交流变频发电机、变换器和控制器。 一般情况下,变换器和控制器主要由电子元器件组成,其失效参数服从指数分布。但是发电机的失效参数为正态分布,因此,其可靠性的分析研究,用一般的解析方法是困难的。本文分析了飞机变速恒频电源系统的可靠性模型。应用Monte-Carlo方法对某型号飞机变速恒频电源系统方案的可靠性指标(R(t),MTBF)进行了数字仿真,得到了各主要部件的工作模式重要度,为该系统的研制设计提供了理论基础。     

新颖正激推挽电路的研究及工程实现

介绍了一种新颖的正激推挽变换器。详细分析了它的工作原理 ,并和推挽电路作对比。由于它能抑制推挽变换器特有的铁心偏磁及开关管上高的电压尖峰 ,从而可以采用电压型控制方案 ,简化了控制方式 ,同时降低了对器件一致性的要求 ,使本电路的变换器产品便于批量生产。最后通过对 2 8.5 V输入、75 V输出 1 k W DC/ DC变换器的研制 ,对该电路拓扑进行了实验验证 ,试验结果表明 ,正激推挽电路在低压输入应用场合有较大的优势     

双闭环控制反激变换器起动过程

变换器起动期间,由于低的输出电压导致过冲电流,将对变换器造成损坏。本文研究了电压电流双闭环控制反激（Flyback）变换器的起动过程,该变换器采用峰值电流控制芯片来实现。将Flyback变换器的起动过程分为电流过冲、电流调节器调节和电压调节器调节3个阶段。分别讨论了断续模式和连续模式下起动过程的3个阶段的特点,详细分析了影响起动过程电流过冲的因素。文中进行了仿真分析,并且通过对500W,200V／20V原理样机的研制,验证了仿真分析的正确性。     

隔离交错并联双管正激Boost变换器

隔离boost变换器在应用于有隔离要求的单级功率因数校正和双向DC／DC变换器方面得到广泛关注。针对隔离推挽boost变换器和隔离全桥boost变换器各自固有的缺陷，本文提出一种新颖的隔离boost变换器，它具有开关管电压应力低，没有变压器单向磁饱和问题。该变换器可以实现交错并联双管正激电路所有开关管零电压开关，明显提高了功率密度。文中详细地介绍了其原理和工作过程，并进行了仿真研究。作者设计的500W原理样机，验证了该电路拓扑的特性。     

高功率密度斜向支柱锥齿轮辐板结构设计优化（英文）

为满足直升机传动系统对复杂工况下齿轮轻量化设计的迫切需求,提出了一种高功率密度斜向支柱锥齿轮辐板结构的设计优化方法。基于考虑应力约束的变密度法,对锥齿轮辐板进行了拓扑优化与重构,得到一种新颖的突破传统构型的高功率密度斜向支柱锥齿轮辐板结构。在传统粒子群优化（Particle swarm optimization,PSO）算法的基础上,引入马尔可夫链和进化因子,自适应地选择跳变策略和延迟信息,进而发展了智能先进的时滞跳变粒子群优化（Switching delayed PSO,SDPSO）算法,并将其应用于斜向支柱锥齿轮辐板结构的尺寸优化。优化后,锥齿轮辐板质量共减小了19.24%,所有工况的最大von Mises应力共减小了7.27%,各工况应力分布更加均匀,证明了所设计的锥齿轮辐板的结构优势和所提出的设计优化方法的先进性。     

基于BUCK型DC-DC变换器的仿真研究

本文通过稳态分析的方法对BUCK型DC-DC电源变换器的工作原理和电路参数选择做了理论分析。同时利用MATLABSIMULINK/PSB建立BUCK型电路模型并进行仿真,将仿真获得的技术参数应用于DC-DC变换器的设计中。     

Interleaved-Connected Split Planar Resonant Inductor Design in 1 kV SiC LLC Converters

Design method of split planar resonant inductor in 1 kV SiC logical link control(LLC) converter is proposed,which ensures the converter power density of 93.59 W/in~3 and peak efficiency of 95.73%. Split resonant inductor helps to provide symmetrical resonant current by symmetrical impedance,and improves the distortion of resonant current,which ensures the efficiency of the whole converter. An interleaved winding connecting scheme improves the power density of the planar magnets,which contributes to power density improvement. Design method and calculation process of such split planar resonant inductor are provided. To verify the feasibility of the proposed design method,a 1 kV/48 V 6.6 kW,210 k Hz SiC LLC prototype was built,and the experimental results are given.     

两端稳压软开关双向BUCK/BOOST变换器研究

研究了双向BUCK／BOOST变换器，指出通过合理设计电感与死区时间，可以使开关管零电压开通，并且其体二极管也是自然导通、关断，而无反向恢复问题，从而大大降低功率损耗。给出双向变换器两端稳压的控制方案，根据功率流的方向，自动选择工作在BUCK状态或是BOOST状态。该控制方案简单易实现，并能直接应用于其它需两端稳压的双向变换器。最后给出了24V／48V双向BUCK／BOOST变换器设计实例。设计结果表明．该变换器不仅体积小，重量轻，而且无论工作在BUCK状态还是工作在BOOST状态，均获得很高的效率。     

燃料电池电动车用隔离Boost全桥变换器的研究

针对燃料电池电动车辅助能源系统低压大功率、大升压比的特点,分析了几种隔离变换器方案,这几种方案均难以做到大功率应用。为此,提出了采用隔离Boost全桥变换器拓扑方案可有效地解决上述技术难点。文中介绍了该方案的原理,详细分析了控制系统,给出了数字化控制的实现方法和主电路关键参数的设计。为了验证上述方案的正确性,设计了5 kW,24 V输入300 V输出的隔离Boost全桥变换器。实验结果表明,系统具有良好的动态和静态性能,能有效地应用于电动汽车等领域。     

一种新的高频输出零电压开关逆变器

提出了一种新的适用于高频交流配电系统的移相全桥逆变器。新的主电路在变压器副边输出端加入谐振式滤波器。该逆变器具有以下优点：(1)输出高频恒压正弦波,THD小;(2)能从空载到阻性满载范围内实现主功率管零电压开关;(3)更低的电磁干扰。本文阐述了变换器的工作原理,讨论了超前和滞后开关管的软开关的实现条件,比较了提出的谐振式滤波器与传统的谐振式滤波器的不同点,给出了设计方法,并通过一台输出150V／120kHz／2200VA的实验样机验证了工作原理,最后给出了实验波形。实验结果与理论分析一致,证明了该拓扑和控制方案的可行性。     

一种新型的高效率大功率逆变器方案

提出将PWM技术应用于阶梯波合成逆变器，以实现逆变器的输出电压调节。本分析了方案的基本原理和性能，将单脉冲调制应用于12阶梯波逆变器可以在较大的输入电压范围内调节输出电压的同时保证波形具有良好的正弦性，研制的1500V输入80kVA逆变器证明了该技术的可行性，由于功率开关频率低，具有效率高的突出优点。     

一种带有变压器辅助绕组的推挽正激软开关电路

在原有推挽正激软开关电路的基础上．提出了一种新颖的软开关电路拓扑，使主管开关实现了零电流关断。减小了开关管的关断损耗；谐振网络不处于主功率回路中，谐振回路环流能量小；同时通过改变变压器辅助绕组的匝比，使主管电流应力和副边整流管电压应力在实现ZCS的前提下尽可能低，提高了变换器的可靠性。文中具体说明了该变换器的工作原理，谐振网络参数的设计准则，并给出了时比实验波形和详细的分析过程。通过样机实验，验证了该方案的优．点与可行性。     

串-串补偿与串-并补偿非接触谐振变换器特性分析与控制策略

非接触供电技术由于其供电灵活,具有少维护性及安全方便的优点,在移动设备充电场合、油田、水下供电场合具有很大的优势。本文主要针对串-串补偿、串-并补偿两种最为常用的非接触谐振变换器进行了分析。通过对两种变换器输出电压增益、输入阻抗的分析,说明了串-串补偿非接触谐振变换器更适合采用自激控制方法工作于高频增益交点,可获得较为恒定的输出和较高的效率;而串-并补偿非接触谐振变换器则更为适合采用锁相环(Phase lock loop,PLL)控制。最后,通过一台60W串-串补偿和一台100W串-并补偿非接触谐振变换器的实验证明了分析的正确性。     

GEO轨道兆瓦级空间太阳能电站接收整流技术研究

依据中国空间太阳能电站建设中远期规划和技术发展水平,预估兆瓦级电站发射天线口径为200 m左右,并根据收发天线口径尺寸的约束关系以与接收天线口径相关的波束收集效率和构建成本之间的矛盾为问题导向,通过研究不同口径的接收天线口面上功率密度分布,分析与之匹配的后端整流电路需求,给出了接收天线口径的优选过程。研究结果表明5 km为较合理的兆瓦级电站接收天线设计建设指标,且在整个接收整流阵列中仅需同一种整流器件,同样整流电路即可实现较高的整流效率,为实现兆瓦级空间太阳能电站（Space solar power satellite,SSPS）的演示验证系统论证提供了技术支撑。最后以此为基础研究了整流电路的设计实现,给出了适用于较低输入功率密度下提高整流效率的技术途径。