2013年, 第11卷, 第3期　刊出日期：2013-05-30

  

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系统仿真、建模与控制
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  TSMC-PMSM复合控制器的闭环控制系统

  刘洪臣,孙立山,庄严,潘筱

  电源学报. 2013, 11(3): 1-4,12. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2013.3.1

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  TSMC-PMSM系统是非线性、多变量、强耦合系统，众多因素会对系统的输出性能产生影响，设计系统的闭环控制是抑制扰动的有效方法。设计了基于开关-模糊-PI复合控制器的TSMC-PMSM闭环系统速度控制器，通过误差绝对值所处的范围，选择三种不同控制方式。当误差绝对值较大时，采用开关控制方式；当误差绝对值处于中等大小时，为了防止系统发生超调，采用模糊控制；当误差绝对值较小时，由于模糊控制很难消除稳态误差，选用PI控制。最后通过仿真分析验证了所采用控制器的有效性。
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  基于PR控制和平均功率控制的中频逆变器并联系统研究

  王文杰,龙江涛,石健将

  电源学报. 2013, 11(3): 5-12. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2013.3.5

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  中频逆变器作为交流供电系统的组成部分，广泛地运用在航空、船舶和机车等领域，而逆变器的并联控制技术可实现冗余供电和大容量供电，是当今逆变电源发展的重要方向之一。首先针对中频逆变器的特点，采用了负载电流前馈的双闭环PR控制策略以改善其输出特性；随后针对两台逆变器组成的并联系统进行了建模分析，采用基于平均有功和无功功率控制的有线并联控制策略，并引入虚拟阻抗以提高并联系统的可靠性与均流特性。最后通过仿真和实验验证了单机与并联系统控制策略的可行性。
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  基于双DSP的有源电力滤波器控制器的设计与实现

  石怡理,欧阳森,杨家豪,曾江,王克英

  电源学报. 2013, 11(3): 13-18. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2013.3.13

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  设计了以双数字信号处理器（DSP）为核心的有源电力滤波器的控制系统，满足有源电力滤波器（APF）加强功能化和智能化的设计要求，提高了控制器的实时性能和工作效率。首先详细分析了该控制器的硬件系统结构，以及主要硬件模块的设计过程；然后针对其中的锁相环模块、AD调理电路模块、模数转换模块、双口RAM模块及故障检测电路模块等进行深入分析，并对双DSP的主要程序流程设计进行了介绍；最后通过性能测试验证了所设计的控制器具有较高的精度。
太阳能、风力、燃料电池发电
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  太阳能光伏发电中几个关键技术

  杨富文,吴志鹏,卿湘运

  电源学报. 2013, 11(3): 19-25. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2013.3.19

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  太阳能作为分布广泛储量巨大的新兴绿色能源，近年来得到了广泛的重视。太阳能光伏发电是最科学最合理利用太阳能的方法之一。文中简要介绍了光伏发电系统的组成，在此基础上着重讨论了光伏发电中的几个关键技术，包括MPPT（最大功率点跟踪）技术、并网技术、电能变换技术和反孤岛技术。
谐波、电磁兼容和电能质量控制
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  AC/DC变换器传导EMI实验分析

  孙超,王立欣,张刚,刘超

  电源学报. 2013, 11(3): 26-30,41. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2013.3.26

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  开关电源传导EMI问题一直都备受关注，目前国内外的研究主要还是定性研究，而定量的分析可以更加准确细致的找出传导EMI形成的机理。针对两种典型工作状态下的AC/DC变换器，测试得到了其传导EMI的频域波形，MOSFET漏极与源极间电压波形以及提取了电路中的主要寄生参数，通过对比与定量的分析计算，找出了其传导EMI几处重要峰值形成的原因。最后得出了变压器原边与副边漏感、MOSFET源极与漏极间寄生电容以及MOSFET与散热片之间的寄生电容，是影响开关电源的传导EMI的重要因素。在开关器件导通或者关断时，开关电源的工作状态发生改变，此时漏感或者器件的寄生电容中的剩余能量会引起高频振荡，进而引起了传导EMI尖峰。
逆变器与UPS
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  一种UPS逆变输出相位控制策略

  张安羊,董德智,陈敏,徐德鸿

  电源学报. 2013, 11(3): 31-36. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2013.3.31

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  UPS逆变输出与电网同步性是衡量UPS的一个重要指标。探讨一种UPS逆变输出相位反馈控制策略，通过软件锁相获取电网相位，作为逆变输出相位基准，再经反馈控制使逆变输出相位精确跟踪基准相位。在理论分析基础上设计了逆变器输出相位反馈控制的补偿网络，并在三电平UPS逆变器平台上对该控制方法进行验证，结果表明该方法能够实现逆变输出与电网同步。
其他
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  基于温度场建模的SVG热力学响应研究

  王立国,吕琳琳,吴松霖,徐殿国,武健

  电源学报. 2013, 11(3): 37-41. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2013.3.37

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  鉴于SVG逆变桥IGBT的过热故障，进行IGBT热力学故障发生机理分析，进行故障状态下SVG三维稳态温度场建模分析。为确定ANSYS workbench热力学仿真的边界条件，通过Fourier定律和能量守恒定律分析，推导模拟导热微分方程的边界条件表达式；给出IGBT不同温度条件下热损耗及其与温度间的变化规律。基于所建立Solidworks空间模型进行SVG三维温度场模拟。仿真结果与IGBT温耗曲线及热成像仪实测结果相印证，可为模拟IGBT过热故障瞬间的温度场变化奠定理论分析基础。
系统仿真、建模与控制
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  T型三电平并网逆变器两种调制策略研究

  孙超,严成,张扬帆,陈敏,徐德鸿

  电源学报. 2013, 11(3): 42-47. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2013.3.42

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  效率和并网电流电能质量是并网逆变器的两个重要指标，PWM调制方式对效率和并网电流电能质量存在关键的影响。比较了连续空间矢量调制和不连续空间矢量调制两种方式对逆变器损耗和并网电流电能质量的影响。并在10kW三电平T型并网逆变平台上进行了实验验证。
多电平、新颖PWM控制
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  一种五电平航空有源电力滤波器

  汪昌友,陈仲,陈淼,李建霞

  电源学报. 2013, 11(3): 48-53,57. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2013.3.48

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  研究了一种应用于400Hz航空电网的并联型有源电力滤波器，其主电路采用了基于载波相移正弦脉宽调制技术（Carrier Phase Shift-Pulse Width Modulation，CPS-PWM）的H桥级联五电平变流器拓扑，适应了航空有源电力滤波器对容量和传输带宽的需求。在控制上，研究了一种基于直流侧电压反馈调节的电网电流直接控制策略。同时，为避免级联单元间直流侧电容电压不均衡，提出了一种新颖的均压控制方法。最后，在上述控制策略的基础上搭建了级联五电平航空有源电力滤波器系统的仿真和实验平台，结果表明该有源电力滤波器具有良好的补偿性能。
电池及充电技术
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  恒流充电电源智能控制器的开发与研制

  常越,张蕾

  电源学报. 2013, 11(3): 54-57. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2013.3.54

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  介绍一种供高功率激光物理实验用恒流充电电源的智能控制器，用以实现对不同容量的电容组12～24kV进行恒流充电，具有本地控制与总控机控制两种功能，采用安全隔离的方式实现CAN通讯与电压采样，并用等精度测量方式保证采样精度。49台控制器同步充电、同时达到预置值的实际运行是可靠的。
多电平、新颖PWM控制
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  模块化多电平变流器(MMC)两种调制比较

  王思蕴,施科研,陈敏,徐德鸿

  电源学报. 2013, 11(3): 58-63. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2013.3.58

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  模块化多电平变流器（MMC）在子模块数较少的情况下，其输出电压谐波成分较大，因此通过优化调制方式来改善输出电压的谐波成分具有重要意义。首先回顾了基于电容电压排序的直接调制法和基于载波相移的调制法的原理，重点对两种调制方式下的输出特性以及桥臂电压进行了比较，最后通过单相MMC平台对两种调制方式进行了实验研究。
微型电网、智能电网中的电力电子技术
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  交错并联反激型并网发电微逆变器的原理分析及其设计

  王志彬,方宇,赵齐齐,张金银,朱忠虎,张丽

  电源学报. 2013, 11(3): 64-70,90. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2013.3.64

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  研究了一种有源钳位技术的交错并联反激型并网发电微逆变器，重点分析了有源钳位电路的工作原理，推导了用于硬件设计的计算公式并给出了设计方法。为了进一步提高效率，有源钳位电路被采用。最后，仿真与实验结果验证了分析结论和设计方法的正确性。
SiC、GaN器件、新型功率器件及其应用
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  SiC MOSFET驱动电路及实验分析

  张旭,陈敏,徐德鸿

  电源学报. 2013, 11(3): 71-76. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2013.3.71

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  根据SiC MOSFET开关特性，设计了一种SiC MOSFET的驱动电路，在此基础上采用双脉冲测试方法，对SiC MOSFET的开关时间、开关损耗等进行了实验测量，分析了不同驱动电阻对SiC MOSFET开关时间、开关损耗等的影响。
加热、电焊等特种电源
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  数字中频感应加热电源的研究

  朴兴哲,杨松,薛玉善

  电源学报. 2013, 11(3): 77-81. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2013.3.77

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  针对传统模拟中频控制系统的不足，对新型数字中频控制系统进行了研究和设计。提出一种基于DSP DS80C320微控制器为控制核心，主开关元件采用IGBT的数字感应加热系统，设计了系统的主电路、控制电路的结构。针对串联型感应加热电源频率跟踪的要求，阐述了一种新型的数字锁相环（DPLL）控制方法，并对相位补偿与启动问题进行了探讨，最终给出了实验电路和实验结果。实际应用证明具有功率调节范围宽、频率变化小的优点，适用于在中频感应加热中的应用。
软开关技术
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  变压器寄生电容对LLC空载稳定运行影响的研究

  岳衡,陈敏

  电源学报. 2013, 11(3): 82-86. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2013.3.82

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  由于寄生参数的影响，LLC空载运行存在不稳定问题。针对变压器寄生电容对LLC空载稳定运行的影响，对副边采用铜带绕制变压器的寄生电容进行了建模，通过比较建立的模型和实验测量变压器的阻抗特性，验证建模的正确性。最后采用了一种有利于空载运行的变压器结构，并在一台500W样机上进行了验证。
太阳能、风力、燃料电池发电
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  混合储能独立光伏系统MPPT策略研究

  张杨俊,龙江涛,聂金铜,张颖超,钱希森

  电源学报. 2013, 11(3): 87-90. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2013.3.87

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  针对独立光伏发电系统中最大功率点跟踪（MPPT）控制策略与蓄电池充电管理相冲突的问题，将超级电容器应用于光伏系统中，与蓄电池一起构成混合储能系统。根据其性能特点，将恒定电压法与自适应变步长电导增量法相结合，提出了改进型MPPT策略。仿真及实验结果表明，改进的方法能够快速、稳定及准确地找到最大功率点。
电池及充电技术
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  非接触电能传输系统与负载相关的两个边界条件

  赵晓君,郑颖楠

  电源学报. 2013, 11(3): 91-95,112. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2013.3.91

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  从效率角度出发研究了非接触电能传输系统负载对副边补偿结构选择的影响，得出了效率边界负载，为副边选取合适的补偿结构提供了依据；从稳定性角度出发研究了负载与频率分叉之间的关系，得出了稳定性边界负载。在既保证效率又保证稳定性的条件下，得出了负载的运行范围。
新颖开关电源
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  单周期控制Buck变换器输入电压调整率改善策略

  杨政,徐文尚,尚绍华,李迪

  电源学报. 2013, 11(3): 96-100. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2013.3.96

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  在阶跃输入电压的作用下，单周期控制的Buck变换器的输出电压会产生一定的偏差，无法实现理论上对输入电压扰动的完全抑制。深入分析后发现是由于单周期控制器的硬件延迟所致。在此基础上提出了一种改进型的控制策略，并给出了理论推导和仿真验证。相比于传统策略，该策略在控制环路中增加了积分器输入电压发生环节和参考电压发生环节，可以基本实现对输入扰动的完全抑制，有效地提高了单周期控制Buck变换器的输入电压调整率。
软开关技术
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  一种新颖的满足铂金版效率要求的功率架构

  蔡磊,尹国栋,柯忠伟,章进法,孙娇俊

  电源学报. 2013, 11(3): 101-105,112. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2013.3.101

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  LLC谐振变换器具有效率高、工作频率高、结构简单、功率密度高等优点，而得到广泛应用。针对服务器电源的要求，采用交错并联PFC+Standby Buck+交错并联LLC的功率架构，解决了LLC谐振变换器在应用中的软起动和短路限流的问题，大大减小输出电容的电流纹波，同时保证系统达到铂金版的效率要求。
电力传动与变频调速
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  微功耗电动自行车控制器

  郁百超

  电源学报. 2013, 11(3): 106-112. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2013.3.106

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  微功耗电动自行车控制器采用变幅控制的方法，实现了对有刷和无刷直流电机的调速，该微功耗电动自行车控制器最大特点是，只要把输入功率中极小部份进行传统功率变换，就可以得到全部输出功率，即输入功率中绝大部份既不必进行实际的功率变换，也不必通过磁芯变压器或电感传递，直接到达输出端，成为输出功率，变换效率可视为100%；同时主功率器件不采用PWM脉宽调制，不产生EMI干扰，电路简单，因此功耗极小而寿命极长，安全可靠，节能环保，成本、体积、重量、功耗都是传统电动自行车控制器的十分之一。