2009年, 第7卷, 第3期　刊出日期：2009-05-30

  

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  多模块互联电力电子系统特性研究进展

  刘进军,王润新,王浩,侯丹

  电源学报. 2009, 7(3): 177-188.

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  由多个具有独立和完整功能的电力电子变流器通过相互级联和并联的方法连接起来，已经成为构成现代各种先进的复杂电力电子系统的基本形式。现有的电力电子技术体系大都是讨论单个变流器与简单特性的电源或负载之间的相互作用并进行相应的分析和设计的，对多模块(变流器)互联而成的电力电子系统中变流器之间的相互作用(包括级联时电源变流器和负载变流器之间的相互作用、并联变流器之间的相互作用等)以及由这种相互作用表现出来的整个电力电子系统的特性，亟待进行深入的认识和研究。本文将概述在多模块互联电力电子系统的稳定性和动态特性领域国际上近年来的发展历史和现状，并汇报总结作者所在的课题组近年来在该领域所取得的成果。
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  大功率电弧加热器电源的设计研究

  郑琼林

  电源学报. 2009, 7(3): 189-194.

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  研究了63MW等级的大功率电弧加热器交直流电源的主电路设计和控制策略。提出了一种相移叠桥组合晶闸管整流主电路结构，使得该电源输出直流电压从1kV到21kV的不同工况时，其输入端的功率因数不小于0.9，且高功率时THD小于5%。根据主电路相移叠桥结构的特点，提出了一种非线性反馈控制器和前馈控制器相结合的复合稳流控制策略，稳流精度能够达到0.1%。实验结果表明，相移叠桥组合晶闸管主电路结构达到了电源电能质量设计指标；采用复合稳流控制策略后，稳流精度不仅能够达到设计指标，而且可以去掉主电路中的稳流电阻，从而减小了电源系统1.8MW的电阻热耗。
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  光伏并网发电与有源电力滤波的统一控制研究

  卓放,吴隆辉,王兆安

  电源学报. 2009, 7(3): 195-199. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2009.3.195

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  论文分析了电能质量光伏并网系统的拓扑结构和工作原理。在此基础上对PQPV系统中谐波抑制和光伏并网最大功率跟踪之间的解耦控制进行了研究，并针对谐波治理过程中负载突变导致系统直流侧电压变化，进而对最大功率输出造成影响这一问题，在PQPV系统的直流侧电压控制环节中引入了输出电流前馈控制，解决了负载变化过程中谐波抑制环节对PQPV系统最大功率跟踪的影响。最后对所提出的前馈控制方法进行了实验研究并得出相应结论。
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  采用电压箝位控制实现串联IGBT的动态均压

  张春朋,姜齐荣,刘博超

  电源学报. 2009, 7(3): 200-202.

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  IGBT串联应用时面临的最大难题是动态均压。本文研究了电压箝位控制方法，它将IGBT的集?射电压变化快速反馈至门极，改变门极驱动电压的大小，从而将集?射电压实时箝位于控制阈值之内，实现串联IGBT的动态均压。本文通过2个和8个IGBT串联的实验，验证了该方法的有效性。
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  含不平衡负载的微电网并网逆变器控制研究

  李明娟,黄泳均,郝瑞祥,游小杰,郑琼林

  电源学报. 2009, 7(3): 203-207.

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  针对带LCL滤波的并网电压源型逆变器提出了一种多环控制器。该控制器由内环预测电流控制器、外环电压矢量控制器及电压指令补偿器三部分组成。将该控制器应用于微电网中微型电源的逆变器中，可以有效调节负载端电压，尤其是当系统中含不平衡和非线性负载时，均可以实现零静态误差。最后，给出了分布式电源单独运行和联网运行时的带平衡、不平衡及非线性负载时的仿真分析
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  新型Z源光伏并网发电系统

  魏居魁,汤雨,谢少军

  电源学报. 2009, 7(3): 208-213. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2009.3.208

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  本文提出了一种新型Z源光伏并网发电系统，与传统的Z源光伏并网发电系统相比，具有更高的功率密度，同时光伏电池与逆变桥臂实现了共地，电磁干扰(EMI)也更小。分析了该发电系统的工作原理和调制策略，并提出了一种能够维持直流链峰值电压恒定的并网控制策略，实现了光伏电池的最大功率点跟踪(MPPT)、直流链电压的升压以及网侧电流的单位功率因数运行。仿真和实验结果验证了新型Z源光伏并网发电系统能够适应光伏电池电压的宽范围变化，具有很好的应用前景
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  Z源逆变器拓扑对比研究

  汤雨,谢少军,张超华

  电源学报. 2009, 7(3): 214-220.

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  针对传统Z源逆变器存在的一些缺陷，有文献研究了Z源逆变器拓扑的改进问题，目前存在两种改进的Z源逆变器拓扑。其中一种将输入电源插入到Z源网络中，带来的优点是输入电流连续，并可以减小其中一个电容的耐压；另一种输入电源与负载位于同一侧，可以减小Z源电容的电压，并可以实现变换器的软启动。本文在分析改进拓扑稳态工作原理的基础上，对三种拓扑进行了对比分析，并给出了仿真和实验研究的结果，验证了理论分析的正确性。
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  高频高压电源电晕放电研究

  胡小吐,姜学东,王毅

  电源学报. 2009, 7(3): 221-225.

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  本文报告了一种高频高压电源，利用交直流叠加技术，产生高频快速上升沿的交流脉冲，满足产生低温等离子体的需求。实验表明，交直流叠加电源能够产生良好的低温等离子体
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  基于滑动积分的电压故障的检测

  武健,刘玮,徐殿国

  电源学报. 2009, 7(3): 226-231.

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  电压暂降、暂升、中断和电压谐波是目前电压质量的主要问题，对于这些问题的抑制与治理，检测是关键。本文提出一种基于滑动积分器的方法，通过简单的计算和判断，以较高的精度快速的检测出任意时刻发生的电压故障—电压暂降、暂升、中断的基波幅值、相位和电压谐波。与其他的检测方法相比，该方法无需添加低通滤波器，具有算法简单、容易实现，运算速度快，精度高等优点。仿真分析验证了该方法的正确性。
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  一种抑制风电功率波动的直流侧电压控制方法

  甘韦韦,李晶,刘进军

  电源学报. 2009, 7(3): 232-237.

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  本文提出一种风力发电系统中抑制功率波动的控制策略。这种控制策略充分利用直流侧的储能元件，允许直流侧电压在一定范围内波动，从而抑制风力发电系统输出功率的波动，同时它也不影响风力发电系统的最大风能跟踪。仿真和实验都验证了这种控制策略的正确性。
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  多输入全桥变换器*

  杨东升,阮新波,李艳,刘福鑫

  电源学报. 2009, 7(3): 238-247.

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  在新能源联合供电系统中，采用多输入直流变换器代替多个单输入直流变换器，可以简化电路结构，降低系统成本。本文提出了一种新颖的多输入全桥变换器，并且，以双输入为例，通过分析双输入全桥变换器的工作原理及其特性，提出了双移相控制策略实现开关管的软开关，提出了一种能量管理方法实现了两输入源的功率分配。最后通过一个800W的原理样机验证了理论分析的正确性和能量管理策略的有效性。
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  一种新颖的航空直流电源抗浪涌电路

  曹海港,肖岚

  电源学报. 2009, 7(3): 248-252.

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  针对28V航空直流电源系统中的过压浪涌和欠压浪涌，设计了一种双管Buck-Boost电路。该电路由Buck变换器和Boost变换器级联简化而成，对此电路设计了控制方法，使电路工作在降压、升压和LC滤波模式，能有效地抑制过压浪涌和对欠压进行提升，而且对额定输入时的效率影响较小。从对电路性能影响方面，阐述了输出电压设定值的选取。传统的航空直流电源抗浪涌电路，结构较复杂、效率低，对额定输入时的效率影响也较大，而且以往的文献和产品较少涉及对欠压浪涌的处理。设计了一台300W的原理样机，通过实验验证了电路和设计的控制方法能有效地抵抗航空直流电源中的浪涌，并使电路取得了较高的效率。
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  多重电枢混合励磁风力发电系统的研究

  汤燕燕,阮毅,杨勇,叶斌英

  电源学报. 2009, 7(3): 253-257.

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  为了提高系统的可靠性和容错能力，针对多重电枢混合励磁发电机，提出了一种多重电枢直流侧电压关联运行的控制方案。详细分析了单套逆变器数学模型和控制策略，运用CAN通讯和上位机控制，实现多重逆变器并联运行并网，实验结果与理论分析结果相吻合。
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  一种升压型DC-DC分段线性补偿电路的设计

  李昕琳,张伟,黄鹤羽

  电源学报. 2009, 7(3): 258-261.

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  为了防止电流模PWM升压型DC-DC的亚谐波振荡以及提高系统的稳定性和带载能力，设计了一种分段线性斜坡补偿电路。与传统的设计方法相比，该电路提供的补偿信号在不同占空比具有不同斜率，对三个占空比区间进行分段线性补偿，极大地提高了系统的带载能力和瞬态响应。仿真结果表明该分段线性斜坡补偿电路性能良好，其静态电流消耗仅为7μA，使芯片效率高达89%。
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  一种具有高转换速率的轨对轨运算放大器

  李昕琳,张伟,黄鹤羽

  电源学报. 2009, 7(3): 262-266.

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  为了驱动液晶显示器背板形成不同的灰阶，设计了一种利用齐纳二极管的稳压原理，实现恒定跨导用于TFT-LCD液晶显示的片内运算放大器。采用互补差分输入级，实现了Rail-to-Rail的共模电压输入范围；一种新颖的转换速率增强结构，加快了运算放大器的响应速度；输出级采用Class AB类控制电路，并将其嵌入到求和电路中，以保证较低的噪声和失调。直流增益为101dB，单位增益带宽为13MHz，相位裕度为64°。仿真结果证明该运算放大器工作良好，其面积为500μm×380μm。
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  一种新颖的温度系数为36ppm/℃的高精度电流基准电路

  张伟,李昕琳,张生

  电源学报. 2009, 7(3): 267-270.

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  利用带隙基准电路原理产生与片内电阻同温度系数的电压来获得与温度和电源电压都无关的基准电流。该电路具有结构简单、电源抑制比高，低功耗等优点，实用性很高。基于0.5μm BiCMOS工艺进行设计，且经过HSPICE仿真工具验证，结果表明在25℃、1.8~5.5V电压范围内基准电流变化了0.015uA； 在1.8V、-40℃~125℃的温度范围内电流仅仅变化了0.06uA，温度系数仅为36ppm/℃。