电源学报

Select

三电平直流变换器混杂系统建模与控制

杨国润,肖飞,范学鑫,王瑞田,刘计龙

电源学报. 2018, 16(3): 1-8. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2018.3.1

摘要 ( )

PDF全文 ( )

可视化

建立了三电平直流变换器的混杂自动机模型，并提出了相应的闭环控制算法，算法核心是使系统进入周期循环稳定的工作中并对输出电压进行调节，能够同时满足电感电流连续模式和不连续模式，具有宽负载范围。将输出电压稳压调节问题转化为离散状态转换条件选择问题，推导了离散状态转换条件。使用Matlab/Simulink中的状态流程图实现了基于混杂自动机的三电平直流变换器控制系统，并进行了详细的仿真以检验闭环控制算法的正确性。仿真结果表明，三电平直流变换器在4种工作模式下稳态性能均良好，模式切换过程中动态响应快超调小。

Select

高频Boost变换器稳定运行的参数域分析

李山,崔森,陈艳,司文旭,张俊凯

电源学报. 2018, 16(3): 9-15. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2018.3.9

摘要 ( )

PDF全文 ( )

可视化

高频条件下的Boost变换器具有功率密度大、转换效率高和适于大规模集成等特点而备受关注，但因其强非线性特性，在工作中更容易因参数选择不当或外部受到大干扰使得系统产生分岔和混沌现象。通过建立高频Boost变换器的频闪映射模型，利用Jacobian矩阵特征值变化判断系统的稳定参数域，分析了该变换器各参数在不同条件下产生分岔的情况，通过电路仿真及实验验证了高频Boost变换器中出现的分岔及混沌现象与理论分析结果一致。本结论能够为Boost变换器在高频条件下维持稳定运行提供参考，也为系统的进一步优化设计和控制提供理论依据。

Select

DC-DC变换器的通用大信号自适应控制策略构建

刘宿城,李晴晴,刘晓东,方炜

电源学报. 2018, 16(3): 16-22. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2018.3.16

摘要 ( )

PDF全文 ( )

可视化

针对DC-DC变换器工作点大信号范围变化的情况，提出了一种DC-DC开关变换器的通用大信号自适应控制策略。将开关变换器全局工作区域分割成若干子区域并分别进行小信号建模与线性补偿设计，依据权函数将各个子区域的线性补偿器通过凸组合构建出全局控制器结构，权函数依据外部扰动自助确定各局部线性补偿器的作用权重系数，从而具备“区域自适应功能”。根据所提大信号控制结构，DC-DC变换器的非线性控制问题可以间接通过线性补偿解决，从而保留经典频域法具备物理意义明确和易于设计的优点。最后，分别以基本Buck变换器和级联DC-DC变换器为研究对象，说明了大信号控制策略的设计过程并通过仿真和实验验证了控制策略的有效性。

Select

具有开关电感单元的电感磁集成Buck变换器

荣德生,杨干兴,胡举爽,杨学鹏

电源学报. 2018, 16(3): 23-27. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2018.3.23

摘要 ( )

PDF全文 ( )

可视化

为了提高传统Buck变换器的降压能力、降低二极管电压应力及减小变换器损耗，将开关电感应用传统Buck变换器中，提出了一种具有开关电感的电感集成Buck变换器。利用开关电感替代传统Buck变换器中的储能电感，并对开关电感进行了耦合集成。分析了变换器的工作模态，推导得到了变换器电压增益表达式，研究了电感串联等效电阻对变换器电压增益影响，并分析了二极管电压应力与电感电流纹波的大小。与传统Buck变换器相比，具有开关电感的电感集成Buck变换器的电压增益、二极管电压应力和电感电流纹波都减小到传统的1/（2-D）倍。样机实验结果验证了理论分析的正确性，表明具有开关电感的电感集成Buck变换器具有优良的综合性能。

Select

交错并联磁耦合双向直流变换器中多相耦合电感的设计准则

杨玉岗,张书淇,苗闯,王金海,李秀菊

电源学报. 2018, 16(3): 28-35,53. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2018.3.28

摘要 ( )

PDF全文 ( )

可视化

四相并列式排布的非对称耦合电感因其结构特点，运行于磁耦合交错并联双向直流变换器的输出结果与对称耦合电感有所不同。通过分析四相非对称耦合电感应用于磁集成交错并联双向直流变换器的工作模态，研究了对称度、占空比以及耦合系数的变化对变换器稳态性能和暂态性能的影响，给出了四相非对称耦合电感的设计准则，即在对此类非对称耦合电感进行设计时，利用给出的设计公式确定参数的选择区域，进而进行相关参数的选取。最终，通过对此类结构的耦合电感进行设计与实验，验证了理论分析的正确性。

Select

基于SiC MOSFET的移相全桥ZVS变换器

苏敏,邹旭东

电源学报. 2018, 16(3): 36-43. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2018.3.36

摘要 ( )

PDF全文 ( )

可视化

移相全桥ZVS变换器通过软开关技术，显著地减小了开关损耗，并进一步提高装置的效率，得到了广泛应用，但传统移相全桥ZVS变换器在低压大电流情况下整流二极管导通损耗较大。首先采用同步整流技术，降低了次级整流管的导通损耗；然后采用在原边加箝位二极管的方法抑制了副边整流管两端的电压尖峰；并且采用在原边串联隔直电容的方法抑制直流分量；最后用Saber搭建SiC MOSFET半桥模块的仿真模型，通过MATLAB和Saber协同仿真来验证高频下SiC MOSFET的工作特性。

Select

并联DC-DC变换器无线数字通信技术

张瑞,汪健,陈宗祥,葛芦生

电源学报. 2018, 16(3): 44-47. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2018.3.44

摘要 ( )

PDF全文 ( )

可视化

提出了一种在无线数字通信技术情况下研究并联DC-DC变换器的方法。该方法消除了并联变换器系统中传输控制信号的物理连线，能够屏蔽多种物理连线引入的问题；同时针对DC-DC并联系统的特点，通过对常用的无线收发模块的分析，提出DSP+FPGA框架方案，使系统的开关频率达到200 kHz，延迟时间缩短到12 μs，并且最终建立了实验平台。通过实验验证了所提并联系统无线控制的有效性。

Select

基于IHPWM的三电平VIENNA整流器中点电位平衡策略

申兴,王久和

电源学报. 2018, 16(3): 48-53. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2018.3.48

摘要 ( )

PDF全文 ( )

可视化

针对三电平VIENNA整流器固有的中点电位波动问题，详细分析了中点电位平衡控制的可控和不可控区域，提出了一种改进型混合调制IHPWM（improved hybrid pulse width modulation）策略，即在可控区域采用空间矢量脉宽调制SVPWM（space vector pulse width modulation）策略，在不可控区域采用虚拟空间矢量脉宽调制VSVPWM（virtual SVPWM）策略。仿真实验表明，改进型混合调制方法能够有效地降低低频脉动，更好地平衡中点电位。

Select

星接三相二极管H桥级联变换器分析与设计

张衡,王聪,庄园,侯丽楠

电源学报. 2018, 16(3): 54-61. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2018.3.54

摘要 ( )

PDF全文 ( )

可视化

针对实际工业应用中，70%场合中高压变频器只需实现能量单方向传输的特点，分析讨论了一种可用于构成新一代高频隔离中高压变频器整流级的三相星形接法二极管H桥级联变换器。针对单相二极管H桥级联变换器本质上不能实现单位功率因数运行的问题，在分析了星形接法的三相二极管H桥型变换器的工作原理基础上，给出了三相系统可实现单位功率因数运行的理论依据，并重点讨论了三相二极管H桥型变换器运作的两种工作模式。同时采用相量图法给出了系统的最大升压比和系统电感、电容等主要参数的约束条件。最后通过仿真和实验验证了所提理论的正确性和有效性。

Select

基于小交流信号下垂的微网二次控制方法

武腾,刘增,刘进军,刘宝谨,王施珂

电源学报. 2018, 16(3): 62-69. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2018.3.62

摘要 ( )

PDF全文 ( )

可视化

有功功率-频率和无功功率-电压幅值的传统下垂控制方法被广泛应用于微网并联逆变器的协调控制中。然而，传统下垂控制会使变流器输出的频率和电压幅值存在偏差，进而影响微网电能供应的精确性。基于对人为注入系统的小交流信号的控制，提出了一种新型的二次控制方法，以补偿下垂控制产生的电压偏差。该方法中的小交流信号在并联逆变器中如同一种通讯信号，其频率和逆变器输出基波电压的下垂偏置呈下垂关系。通过该方法，系统频率和电压幅值可以恢复至额定值，同时，精确的功率均分可以在并联逆变器之间实现。仿真和实验结果都验证了该方法的有效性。

Select

独立微网中基于荷电状态均衡的改进型下垂控制策略

胡超,张兴,石荣亮,刘芳,徐海珍,曹仁贤

电源学报. 2018, 16(3): 70-76. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2018.3.70

摘要 ( )

PDF全文 ( )

可视化

针对独立微电网中储能变流器控制策略进行研究。传统的下垂控制能够实现变流器的输出功率均分，但无法维持各储能单元荷电状态SOC（state of charge）一致。提出一种改进的下垂控制策略，通过引入SOC调节模块，使得能量从SOC较高的单元转移至SOC较低的单元，从而实现各单元的SOC均衡，同时保留了传统下垂控制的功率均分和无需互联线的优点。通过建立系统的双环控制模型，详细分析了SOC调节系数选择对系统性能的影响。最后搭建100 kVA微网实验平台，验证了所提控制策略的有效性。

Select

静止无功发生器负载不平衡补偿范围研究

郑征,王沁东,张国澎

电源学报. 2018, 16(3): 77-83. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2018.3.77

摘要 ( )

PDF全文 ( )

可视化

三相全桥静止无功发生器SVG（static var generator）应用于低压小功率中无功与负序电流的补偿。本系统采用d-q双序同步旋转的分序控制策略，从稳定系统直流侧电压出发，分析了SVG补偿的无功电流与负序电流之间的关系，推导出负序电流的补偿范围不受正序分量的限制。在补偿额定正序无功电流时，利用三相中输出的最大电压来衡量系统补偿负序电流的最大范围。当并网系统电抗取值5 mH时，计算出电流正负序比例最高不超过43%。最后在Matlab/Simulink中搭建系统仿真模型。仿真结果验证了系统的控制策略与不平衡补偿范围计算方法的正确性。

Select

农村配电网无功补偿最佳优化配置

张曙云,匡洪海,唐婷媛,曾丽琼

电源学报. 2018, 16(3): 84-90. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2018.3.84

摘要 ( )

PDF全文 ( )

可视化

针对目前农村配电网规划存在无功补偿方式及补偿点选取盲目情况。通过详细分析和综合比较目前常用的几种无功补偿方式，得出农村配电网无功补偿的最佳方式。对当前一些无功补偿最佳配置点寻优算法进行利弊分析，结合所选取的补偿方式提出的一种按管理区域划分的分区改进型遗传算法，并进行无功的最佳优化。采用该算法对IEEE30节点系统和实际配电供电网络系统进行验算，结果表明该算法既具有收敛速度快、稳定性好和可控性强优点，同时在改善无功补偿效果上优势明显，具有一定的实际应用价值。

Select

单相αβ PLL方案中正交信号发生器的性能比较

贝太周,王萍,张博文

电源学报. 2018, 16(3): 91-98,112. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2018.3.91

摘要 ( )

PDF全文 ( )

可视化

在电网同步技术中，PLL方案得到广泛推广。为了有效降低传统dq PLL方案因坐标变换带来的运算量，很多αβ PLL方案被相继提出。考虑到在单相应用场合中通常借助正交信号发生器来产生αβ坐标系下的电压分量，因此正交信号发生器的工作性能直接影响到PLL输出结果的准确性。针对现有的几种正交信号发生器，主要从谐波抑制和直流分量消除两方面进行了具体的性能比较，并通过仿真结果做出验证。

Select

一种降低电网谐波影响的单相自适应锁频方案

张博文,王萍,贝太周

电源学报. 2018, 16(3): 99-105. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2018.3.99

摘要 ( )

PDF全文 ( )

可视化

随着分布式发电的发展，在单相光伏场景中性能可靠的电网同步技术是实现逆变器高效并网的重要前提。提出了一种有效的单相自适应锁频算法，该算法主要由1个级联的二阶广义积分正交信号发生器SOGI-QSG（second-order generalized integrator-quadrature signal generator）和1个简单可靠的频率自适应控制器组成。理论分析表明，级联SOGI-QSG结构具有良好的滤波性能，可以改善谐波含量高的电压信号。在电网遭受频率波动时，所提出的频率自适应控制器可以快速跟踪电网频率的瞬时变化。仿真和实验验证了所提方案的可行性和有效性。

Select

多相H桥逆变器支撑电容电流计算

艾胜,肖飞,曾启帆,谢桢,任强

电源学报. 2018, 16(3): 106-112. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2018.3.106

摘要 ( )

PDF全文 ( )

可视化

直流支撑电容电流计算是变频器设计的一个关键步骤，现有方法多是针对传统的三相变频器展开，鲜有关于多相变频器的相关计算研究。针对直流侧并联型多相H桥逆变电路拓扑和SPWM的调制方式，采用开关函数法对其直流支撑电容电流有效值进行了分析计算，并给出该种电路拓扑下适用于任意有限相逆变器的直流支撑电容电流有效值计算公式，分析了逆变器相数、调制比和功率因素对电容电流有效值的影响。仿真与实验证明，该计算方法准确性较高，使用所提出的公式可以有效地实现多相H桥逆变器直流支撑电容电流计算。

Select

UPS逆变器谐波抑制环的分析与设计

王小军,施科研,董德智,徐德鸿

电源学报. 2018, 16(3): 113-119. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2018.3.113

摘要 ( )

PDF全文 ( )

可视化

在非线性负载电流峰值系数较大时，不间断电源UPS（uninterruptible power supply）逆变器的输出电压的总谐波失真度THD（total harmonic distortion）难以达到标准要求。基于dq0同步旋转坐标系的谐波抑制方法可消除指定次谐波，从而改善输出电压的THD。介绍了该谐波抑制方法应用于三相四线制UPS逆变器的控制环路结构，并推导了谐波抑制环在dq0同步旋转坐标系下的控制方程，从而得到了环路被控系统的动态模型。在此基础上，改进了谐波抑制环的环路结构以实现dq轴在低频段的解耦，并设计了环路控制参数。最后，在三相四线制T型三电平逆变器平台上通过实验验证了谐波抑制环设计的有效性。

Select

新型Z源不对称三电平逆变器及中点电位控制方法研究

马黎,魏金成,邱晓初,魏力

电源学报. 2018, 16(3): 120-127. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2018.3.120

摘要 ( )

PDF全文 ( )

可视化

为克服单Z源中点箝位型NPC（neutral point clamped）三电平逆变器主电路所需器件多、硬件成本高的缺点，提出了一种新型Z源不对称三电平逆变器拓扑结构，该拓扑不需要箝位二极管，同时保持了Z源三电平逆变器的固有优势。根据其特有的上、下直通状态插入规律以及对中点电位的影响，提出一种最优空间矢量脉宽调制SVPWM（space vector pulse width modulation）控制策略，通过调节上、下直通时间，在实现直流升压的同时有效抑制了中点电位的偏移，且最大程度减小了直通动作产生的开关损耗。通过MATLAB/Simulink仿真，验证了该方法的可行性和有效性。

Select

功率耦合与阻感比结合的MMC-RPC新型下垂控制策略

宋平岗,周振邦,林家通,董辉

电源学报. 2018, 16(3): 128-136. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2018.3.128

摘要 ( )

PDF全文 ( )

可视化

并联在牵引供电臂上的铁路功率调节器RPC（railway power conditioner）与供电臂间的连接线路上会产生电能损耗，使得RPC无法对牵引网中的电能达到有效、精准的治理效果。以采用模块化多电平换流器结构的铁路功率调节器MMC-RPC（modular multilevel converter-rail power conditioner）为研究对象，对其进行建模，推导出其交流侧P-f与Q-U之间的关系，建立传统的下垂控制方式。在此基础上考虑传输线路的阻感影响，提出一种改进型的下垂控制策略，它采用功率耦合的方式，并引入阻感比参数，它能更加灵活有效地跟踪MMC-RPC的期望出功率。最后在MATLAB\Simulink中模拟实际工况对MMC-RPC系统进行仿真，仿真结果验证了所提下垂控制策略对于MMC-RPC系统的有效性；与传统下垂控制的仿真结果相对比，进一步说明了这种改进方式的优越性。

Select

基于TMS28035的MMC的控制系统设计与实验研究

马凯,于佳丽

电源学报. 2018, 16(3): 137-143. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2018.3.137

摘要 ( )

PDF全文 ( )

可视化

对模块化多电平变流器MMC（modular multilevel converter）子模块电容电压测量方法进行了仿真和实验研究。1个桥臂只需1个电压传感器，对桥臂PWM调制单元的电容电压进行测量，对处于未调制时间段单元的电容电压用桥臂电流的积分运算得到。在兼顾开关损耗和电容电压均衡两个指标的基础上，综合利用2种子模块投切方式。基于TMS28035设计实验，验证了所提方法的可行性和有效性。

Select

电动汽车动力电池测试系统的变流及控制

刘艺,韩金刚,汤天浩

电源学报. 2018, 16(3): 144-150. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2018.3.144

摘要 ( )

PDF全文 ( )

可视化

动力电池的动态性能直接影响电动汽车的起动、加速、续航、快速充电等指标。分析动力电池的测试要求和方法，选择结合实际路况的变功率测试，使用动态应力测试DST（dynamic stress test）标准功率曲线作参考曲线。模拟工况下电池测试设备要求，选用交错并联双向DC/DC变换器为拓扑结构，详尽阐述了变换器的工作原理，给出了参数设计和控制方法。采用TMS320F28335为控制核心，搭建了硬件实验平台进行测试。实验结果表明，所采用的控制方法能实现交错并联双向DC/DC变换器的快速响应，实现能量的双向流动，满足电动汽车动力电池测试的应用要求。

Select

电动汽车SiC MOSFET风冷逆变器的散热器设计

刘超,贾晓宇,胡长生,陈敏,徐德鸿

电源学报. 2018, 16(3): 151-157. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2018.3.151

摘要 ( )

PDF全文 ( )

可视化

电动汽车驱动逆变器对功率密度具有很高要求，驱动逆变器的散热设计不仅影响电驱动系统能否可靠运行，同时散热系统的体积也成为制约逆变器功率密度的瓶颈。基于20 kW电动汽车SiC MOSFET风冷逆变器，分析散热器热阻与其几何尺寸的关系，在满足逆变器散热要求的条件下，对散热器风扇个数、散热沟槽数、肋片厚度以及散热器的沟槽长度进行设计，并分别采用热仿真和实验对理论设计进行比对。

Select

基于DSP的车载充电机的研究与实现

赵凌霄

电源学报. 2018, 16(3): 158-162. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2018.3.158

摘要 ( )

PDF全文 ( )

可视化

为给电动汽车动力电池安全自动地充满电，设计开发了一款基于DSP芯片TMS320F28020的车载充电机，采用半桥DC/DC拓扑结构，设计了适用于高频脉冲的变压器隔离驱动电路；通过软件编程实现充电策略，详细介绍了充电机硬件结构电路和软件程序流程。实验样机的测试结果证明了系统软、硬件设计的可行性。

Select

改善低直流母线电容电机驱动系统稳定性方法

陈发毅,钱振天,姚文熙,吕征宇

电源学报. 2018, 16(3): 163-167. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2018.3.163

摘要 ( )

PDF全文 ( )

可视化

使用薄膜电容代替电解电容的低直流母线电容电机驱动系统具有更长的寿命、更少的成本和体积以及更高的功率因数等优势，可消除电解电容带来的诸多弊端，但也造成了诸如系统稳定性等问题。首先对低直流母线电容电机驱动系统的稳定性进行了理论分析；在此基础上，采用重构直流母线电压参考信号的有源阻尼法解决了系统稳定性问题；最后，通过实验在无速度传感器感应电机驱动系统中验证了该方法的有效性。

Select

新型磁控电抗器特性谐波研究

章宝歌,田铭兴

电源学报. 2018, 16(3): 168-172. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2018.3.168

摘要 ( )

PDF全文 ( )

可视化

为了提高谐波抑制效果，提出了一种具有圆台型磁阀结构的磁控电抗器。根据电路等效的思想对提出的新型磁阀结构磁控电抗器进行了理论分析，推导了相应的磁化曲线，通过傅里叶变换建立了其输出谐波的数学模型，理论计算结果表明新型磁阀结构磁控电抗器的谐波特性优于传统磁控电抗器，并建立Matlab模型进行实例仿真，进一步讨论了该新型磁控电抗器的结构参数θ对其输出电流、各次谐波含量和响应时间的影响。

Select

3次谐波谐振电路在桥式射频电源中的应用研究

左海彪,饶益花,胡波,陈文光

电源学报. 2018, 16(3): 173-180. https://doi.org/10.13234/j.issn.2095-2805.2018.3.173

摘要 ( )

PDF全文 ( )

可视化

在桥式射频电源中接入3次谐波谐振电路，用于改善MOSFET的快速开关状态。通过在桥式逆变器的交流端连接3次谐波谐振电路，将3次类正弦波电流叠加于正弦负载电流上，从而实现对MOSFET输出电容的快速充电或放电，使MOSFET适用于更高的工作频率。对2 MHz/2 kW射频电源进行仿真分析，其结果表明：接入3次谐波谐振电路不仅减少了MOSFET的换向时间，而且降低了MOSFET的开关损耗；同时，死区和3次谐波谐振电路品质因数对电路的影响分析，验证了3次谐波谐振电路的可行性和有效性。

选择文件类型/文献管理软件名称

选择包含的内容

本期目录

2018年, 第16卷, 第3期　刊出日期：2018-05-30

选择文件类型/文献管理软件名称

选择包含的内容

本期目录

2018年, 第16卷, 第3期 刊出日期：2018-05-30

2018年, 第16卷, 第3期　刊出日期：2018-05-30