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三相四线制三电平变换器的中点平衡控制策略研究会员

期刊论文

作者：秦建 , 刘瑞 , 李哲 , 蒋贝妮

页码： 211 - 216

摘要

2021/07/01

三相四线制三电平变换器存在直流母线中点偏移的问题。分析直流母线中点偏移产生机理，提出一种简化的中点平衡控制策略，即在特定情况下将三电平退化为两电平的方式来实现直流母线中点电压的平衡。分析输出电流纹波与开关过渡状态的内在联系，结合中点平衡因子概念和母线电压压差，使得电流纹波因退化为两电平后受到的影响最小，给出详细的步骤及说明。搭建三相四线制三电平变换器实验平台，对所提控制策略的有效性进行了验证。
基于电流馈电推挽式变换拓扑的变换器电源设计会员

期刊论文

作者：邹静

页码： 203 - 210

摘要

2021/07/01

以提高变换器电源的效率和可靠性为目标，设计了基于电流馈电推挽式变换拓扑的变换器电源。为使变换器电源具备开关管以零电压开关方式通断、开关频率恒定等理想特性，采用电压型推挽全桥逆变器，设计属于电流馈电推挽式变换拓扑结构的变换器电源装置主回路。选择DSSK60-015A全波整流二极管作为变换器电源主回路硬件；通过反馈控制电路调控电压波动时控制端流变化；根据变压器电感、匝数、线径等特性设计变压器绕制结构，完成变换器电源变压过程；设计保护电路，保证电源可靠工作。实验结果表明，所设计的变换器电源的输出电压、电流误差范围均在2%内，开关管实现了零压开通，变换器电源功率因数均保持在0.96以上，且效率高达95%。
双输入磁集成开关电感 Zeta变换器会员

期刊论文

作者：荣德生 , 高妍 , 张理 , 胡举爽 , 王秋实

页码： 195 - 202

摘要

2021/07/01

为了提高传统 Zeta变换器的电压增益、减小电感电流纹波和变换器中磁性器件的体积和重量，提出了一种双输入磁集成开关电感 Zeta变换器。该变换器是在传统 Zeta变换器的基础上增加一路输入变为双电源输入 Zeta变换器，并在结构中用2个开关电感单元分别代替储能电感，对开关电感单元中的电感进行了磁集成。通过分析变换器的不同工作模态，推导出变换器的电压增益表达式，分析了电感电流纹波的大小，并给出了变换器的磁集成设计方案。与传统 Zeta变换器相比，所提变换器的电压增益提高了2（1+D）倍，开关电感电流纹波减小了近一半。最后用仿真及实验对理论分析进行验证，结果表明所提变换器具有优良的综合性能。
具有磁集成开关电感单元的直流变换器会员

期刊论文

作者：李洪珠 , 曹人众 , 张垒

页码： 187 - 194

摘要

2021/07/01

为了提高传统Boost变换器的电压增益、转换效率以及降低开关管的电压应力，在新型Boost变换器中引入了开关电感单元，提高了该变换器的电压增益。由理论分析可得，相比于传统Boost变换器，引入开关电感后的新型Boost变换器的电压增益提高了（2-D）（1+D）/（1-D）倍，同时将开关电感单元与输出电感进行磁集成，不仅可以有效地降低了支路电感的电流纹波，还可以减小变换器磁性器件的物理体积。应用PSIM软件对理论分析进行了仿真验证，并制作了实验样机，证明了理论分析的正确性。
开环控制的宽范围恒流LCC谐振变换器研究会员

期刊论文

作者：廖鸿飞 , 帅定新

页码： 178 - 186

摘要

2021/07/01

为了简化LED驱动电路设计，满足开环控制下LED驱动电路宽电压输出恒流的要求，提出了以开环控制的LCC谐振变换器为主电路的LED驱动设计方法。分析了LCC谐振变换器的恒流特性及影响恒流精度的因素，并由软开关条件得到了电路的参数设计方法。以该方法设计的160W恒流LCC谐振变换器，能在20～80V的输出电压范围内恒流，最大恒流误差为4.45%，满载效率为94.7%。
全桥LLC谐振变换器中变压器的设计会员

期刊论文

作者：杨玉岗 , 苗怀锦 , 张立飞 , 关婷婷

页码： 172 - 177

摘要

2021/07/01

全桥LLC谐振变换器中高频变压器的设计对于提高变换器效率和功率密度至关重要。传统变压器设计方法主要依靠经验，设计相对保守。此外，当前的产品对于减小体积、降低成本的需求越来越突出。不同于普通变压器，LLC中的变压器同时实现了一个变压器和一个电感的功能，这就需要设置合适的气隙以满足条件。针对以上问题，提出了一套完整的变压器设计方法，包括磁芯选取、线圈设计、气隙计算、高频损耗计算。制作了一台变压器，用于48V输入、1kW/400V输出的全桥LLC谐振变换器，经实验验证了设计方法的合理性和有效性。
轨道交通大功率模块化不间断供电电源可靠性和经济性分析会员

期刊论文

作者：许铭林 , 陈艳峰 , 廖慧 , 张波 , 丘东元

页码： 162 - 171

摘要

2021/07/01

为轨道交通的信号设备配置不间断电源时，既要保证充足的可靠性，又要尽可能降低成本，在实际工程中应制定定量的评估方法。针对模块化UPS的结构特点和运行方式，将其工作过程近似视为马尔可夫过程，建立其可靠性框图模型进行求解，并运用蒙特-卡罗法对得到的结论进行验证。最后，对UPS运行过程中产生的各种成本进行归纳，提出了一种计及时间成本和运行损耗的UPS经济性评估方法。
考虑线路运行环境的牵引变流器IGBT寿命评估会员

期刊论文

作者：黄先进 , 杜田倩 , 李鑫 , 穆峰

页码： 153 - 161

摘要

2021/07/01

列车在行驶的过程中其自身的运行工况和外界的环境工况都在发生变化。IGBT作为列车变流器的核心器件，列车自身的运行工况会影响变流器的运行工况进而影响IGBT的寿命，环境工况会影响变流器的散热进而影响IGBT的寿命。从牵引计算的角度，考虑速度、加速度、坡度等因素，搭建了电仿真模型；从热计算的角度，考虑变流器散热方式、环境温度等，搭建了热仿真模型。为了让热仿真模型更加贴近实际，基于瞬态双界面法测试了IGBT热参数，并得到当前IGBT的老化程度为6.98%。最终实现了Simulink与PLECS的电热联合仿真，得到了IGBT的损伤度，给出了基于变流器运行工况的IGBT寿命评估流程。
车载牵引变流器关键部件寿命评估综述会员

期刊论文

作者：葛兴来 , 张艺驰 , 杨宁

页码： 140 - 152

摘要

2021/07/01

牵引变流器被视为轨道交通列车的“心脏”，为列车的运行提供强劲动力。但作为变流器实现电能变换的关键执行部件，绝缘栅双极晶体管IGBT（insulate-gate bipolar transistor）模块与电容性能受多变工况影响较大且较为脆弱，对列车安全运行带来极大挑战。现行的维护方案存在维修成本高、维修不及时的缺点，而以寿命评估为核心的更加经济安全的状态修被认为是未来修程修制的改革方向。为此，针对牵引变流器的关键部件——IGBT模块和电容的寿命评估方法进行调研和总结，根据现有寿命评估研究从数理统计出发，趋向于融合失效机理和统计建模，并朝着物理失效建模不断发展的思路，分别从基于故障数据、基于任务剖面、基于性能退化参数3个方面对寿命评估进行分类阐述，给出每种评估方法的流程，并对涉及的环节进行分析。最后，讨论了现有研究工作存在的问题，并展望了未来牵引变流器关键部件寿命评估的发展方向。
基于超级电容的双向DC-DC变换器控制研究会员

期刊论文

作者：杨轶成 , 丁明进 , 王响成 , 董春光 , 刘春松

页码： 129 - 139

摘要

2021/07/01

针对轨道交通1500V系统再生制动能量利用，研究了基于超级电容储能的输入串联多相并联双向DC-DC变换器的控制及其系统能量管理策略。采用输入串联、多支路并联的拓扑结构降低了功率器件电压应力和电流应力及减小了无源滤波器件的体积，同时降低了1500V系统对储能元件超级电容的耐压及模组均压控制的要求，使得系统的可靠性更高。针对该拓扑结构的特点，结合工程实际应用，考虑超级电容容值参数差异性及大内阻的特点，以超级电容的能量利用最大化为优化目标，对其充放电过程中超级电容电荷状态误判及系统输入输出侧均压控制策略进行了优化设计。最后通过仿真和实验验证了所提控制策略的有效性。

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电源学报 2021年07月 第19卷 第4期

电源学报 2021年07月第19卷第4期