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SOC估计

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多端口变换器

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模糊下垂的V-F控制

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单开关

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功率解耦

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低功耗

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GaN驱动

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低延时

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逻辑校正

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高电平移位

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功率失配

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光伏级联 H桥

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倍压整流级联

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多电平逆变器

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恒流恒压充电

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作者

丘恒越

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查晓明

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宫金武

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潘尚智

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葛晓露

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张希

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朱翀

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鲁岩松

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高成

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黄姣英

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孙涛

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梁莹

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于平平

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姜岩峰

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蒋志林

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样本不均衡下基于CGAN-CNN的逆变器故障诊断方法会员

期刊论文

作者：孙权 , 彭飞 , 李宏胜 , 于翔海 , 孙国栋

页码： 318 - 326

摘要

2024/01/01

47

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三相逆变器是电动汽车电机驱动系统的重要部件，当出现故障时因发生时间较短导致故障样本规模受限，进而造成样本不均衡。为解决上述问题，提出1种融合条件生成对抗网络CGAN（conditional generative adversarial network）与卷积神经网络CNN（convolutional neural network）的逆变器故障诊断方法。首先将相电流作为故障敏感信号，经快速傅里叶变换FFT（fast Fourier transform）得到其频域特征，并进行归一化预处理；然后将各样本添加标签后输入CGAN模型进行对抗训练，生成各故障模式下的新样本。最后，采用CNN模型实现逆变器各类故障模式判别。实验结果表明，基于CGAN-CNN的故障诊断正确率可达98%以上，说明所提样本生成方法优于传统合成少数类过采样技术SMOTE（synthetic minority over-sampling technique）方法和生成对抗网络GAN（generative adversarial network）方法，可为新能源电动汽车智能运维提供理论支撑。
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结合近场扫描的开关电源电磁辐射仿真研究会员

期刊论文

作者：高成 , 张宇亮 , 岳阳 , 黄姣英

页码： 311 - 317

摘要

2024/01/01

19

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针对开关电源模块工作过程中电磁辐射干扰仿真缺少与实际模块工作情况相结合的问题，提出结合近场扫描的解决方案。首先利用Cadence Allegro软件建立开关电源仿真模型，使用Cadence Sigrity软件对开关电源模块进行电磁辐射仿真，得到近场辐射图像和数据。然后搭建电磁辐射近场扫描系统，用于测试开关电源模块电磁辐射干扰，得到开关电源模块在实验室环境下近场电磁辐射云图与电场分布数据。最后，对比近场扫描与仿真得出的电磁辐射分布数据，验证了仿真结果的正确性，精准地定位判定开关模块中的MOSFET开关管器件及周边电路是强度最高的电磁辐射产生源。
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带逻辑校正的低延时低功耗高电平移位电路会员

期刊论文

作者：蒋志林 , 姜岩峰 , 于平平

页码： 304 - 310

摘要

2024/01/01

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提出1种带有逻辑校正功能的新型低延时低功耗的低电平到高电平的移位电路。该电路采用低延时电平移位电路与低功耗电平移位电路并行工作，在逻辑校正无误后将1.0~1.5 V的低电平转换为5 V的高电平，可广泛应用于GaN驱动电路中。基于0.5 μm的BCD工艺，将1.5 V的电源低压和5 V的电源高压在5 MHz频率下对该电路进行验证。结果表明，该电路虽版图面积有所增加，但上升和下降延时分别降低至2.3 ns和1.8 ns，总功耗电流仅为11 μA。
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基于一种新型导通压降采样电路的IGBT器件结温在线监测方法会员

期刊论文

作者：赵蕤 , 杨柯欣 , 唐涛 , 宋文胜

页码： 295 - 303

摘要

2024/01/01

23

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热敏感电参数法具有在线能力强、非侵入和快响应等特点，成为了当前的研究热点。因此以导通压降为热敏感电参数，重点研究了1种基于导通压降的IGBT结温在线监测方法。首先，通过双脉冲测试电路获取IGBT导通压降、集电极电流和结温数据；然后，基于所测数据构建了IGBT集电极电流、结温与导通压降的三维映射表征模型；最后，设计了1种新型导通压降采样电路，并开展IGBT结温的在线监测实验研究，实验结果验证了所得三维结温表征模型的准确性和有效性。
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高温栅偏和电子辐照对 SiC MOSFET 阈值电压影响研究会员

期刊论文

作者：张子扬 , 梁琳 , 尚海 , 盛轲焱 , 黄江

页码： 288 - 294

摘要

2024/01/01

21

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为研究栅氧化物在不同老化程度下电子辐照对 SiC MOSFET 可靠性的影响，结合高温栅偏和电子辐照 2 种实验对 SiC MOSFET 电学特性进行分析，讨论栅氧化物受到高温和强电场应力后电子辐照对 SiC MOSFET 阈值电压的影响。为避免封装材料在高温和电子辐照下对阈值电压产生影响，实验时将被测器件裸露于空气中。实验结果表明，高温正栅偏后器件阈值电压对电子辐照更加敏感，因此提出了电子辐照对 SiC MOSFET 高温栅偏老化后阈值电压影响的指数关系，且 0.2 MeV 电子能量辐照 300 kGy 剂量可将 39 V、150 ℃、2 h 高温栅偏后的器件阈值电压恢复至初始值。在 Sentaurus TCAD 仿真软件中建立 SiC MOSFET 基础数值模型，设置氧化物内电子浓度和空穴陷阱，模拟高温栅偏和电子辐照对器件阈值电压的影响，讨论阈值电压恢复机制。
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中压电机驱动系统前端并网MMC共模电压抑制会员

期刊论文

作者：姚景昆 , 齐山成 , 柴世俊

页码： 280 - 287

摘要

2024/01/01

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为最大程度地保护基于模块化多电平变换器（MMC，modular multilevel converter）无变压器背靠背中压电机驱动系统中的中压电机免受非对称电网故障和开关动作的影响，设计了前端无变压器配置并网MMC共模电压最小化控制策略。其中，非对称电网故障引起的共模电压可由MMC生成对消电压消除，而MMC开关动作引起的开关纹波可由通过端到端布置桥臂电压脉冲来抑制；分析MMC共模电压抑制对单相功率偏差的影响，并据此提出了前馈控制；使用并网MMC样机系统开展测试。实验结果验证了在所提出控制策略作用下，并网系统在严重非对称电网条件下的最大共模电压可降至原来的1/(3N)（N为桥臂子模块数），同时还实现了单位功率因数、恒定直流电压和平衡单相功率。
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悬浮绕组直流励磁型无轴承磁通切换电机转矩与悬浮力直接控制会员

期刊论文

作者：周祎豪 , 周扬忠 , 张竞 , 黄郑凯

页码： 269 - 279

摘要

2024/01/01

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针对悬浮绕组直流励磁型双绕组12/10极U型定子铁芯无轴承磁通切换电机BFSPMM（bearingless flux switching permanent magnet motor）提出1种直接控制策略。首先，分析转子偏心对电机数学模型的影响并构建偏心情况下的双绕组BFSPMM数学模型；然后，根据机电能量转换原理推导双绕组无轴承磁通切换电机的转矩数学模型并构建基于空间矢量脉宽调制SVPWM（space vector pulse width modulation）的直接转矩控制；最后，运用虚位移法得到悬浮力数学模型，通过SVPWM合成的电压矢量对悬浮绕组磁链进行精确控制，实现对悬浮力的直接控制。实验结果表明，转子可以稳定悬浮且悬浮力与转矩可以独立控制，说明系统具有良好的动静态特性。
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基于浸入与不变理论的电动汽车快充站飞轮储能系统非线性控制策略会员

期刊论文

作者：韩磊 , 王育飞 , 薛花

页码： 260 - 268

摘要

2024/01/01

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为更好地补偿快充站直流侧母线电压跌落并限制电网功率爬坡率，提出一种基于浸入与不变理论的直流快充站飞轮储能系统非线性控制策略。首先，考虑快充站供电系统功率平衡关系，分析飞轮储能传统控制策略下充电负荷接入瞬间引发的冲击特性，确立直流母线电压稳定为优化目标；然后，考虑快充站母线电压控制效果和储能出力电流控制精度，建立飞轮储能的仿射非线性模型，利用浸入与不变理论构建流形面及控制律以提供快速响应充电负荷电流突变和飞轮转速变化的能力，并设计储能系统充放电控制策略；最后，搭建仿真模型对单/多台电动汽车接入下不同控制策略进行对比分析。结果表明，所提控制策略可有效抑制电动汽车接入及飞轮转速变化对母线电压的影响，缓解对配电网的冲击。
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航空运输环境中锂离子电池热失控研究会员

期刊论文

作者：李明浩 , 黎桂树 , 谢松

页码： 253 - 259

摘要

2024/01/01

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针对民用航空运输过程中的锂离子电池热失控事故，通过模拟民机飞行过程中的低温低压环境，使用外部热源接触加热的方式触发锂离子电池热失控，探究变压变温环境下锂离子电池热失控特性。实验结果表明：锂离子电池热失控时间随飞行高度的升高而提前；在一定温度区间内，温度对热失控时间的影响大于气压；当环境温度降低到一定程度时，不会再对热失控峰值温度产生影响；CO体积分数随飞行高度的升高而增加；热失控产生的固体颗粒物以0℃为界限存在差异，飞行高度为8 km（80 kPa、10 ℃）时热失控产物燃烧性更强。
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基于多绕组变压器与倍压整流器级联的电池均衡充电器研究会员

期刊论文

作者：吴冬春 , 朱飞 , 唐佳维

页码： 244 - 252

摘要

2024/01/01

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储能电池由数量庞大的低压电池单元构成，由于单元特性差异导致各电池单元的荷电状态存在差异，使得部分单元在充电过程中出现过充现象。基于此，提出一种基于多绕组变压器+倍压整流器的电池均衡充电器，并与集中无源均衡充电器的特性进行了比较。对所提均衡充电器的工作原理进行分析，得到其等效电路，并对其缓冲电感与变压器的匝比设计进行了优化。同时，提出单电压环的控制策略，实现了恒流、恒压两阶段充电，并分析了单元间电压差异大小对变压器工作的影响。仿真结果表明，所提充电器可有效实现电池单元的充电与均衡功能的统一。
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电源学报 2024年11月 第22卷 第6期

电源学报 2024年11月第22卷第6期