浅析模块化多电平变换器(MMC)若干关键技术

开展模块化多电平变换器若干技术探究,在明确模块化多电平变换器的结构和原理之后,全面开展应用技术探究分析,并且进行其技术的发展展望,进而实现模块化多电平变换器的更加高效的、全面的应用.     

多电平变换器拓扑研究及其最新进展

多电平变换器在工业生产中已经得到了广泛应用。从多电平变换器产生至今,已经有近三十年的历史。在这期间产生了大量的多电平拓扑结构,比如最常使用的二极管箝位型,电容箝位型,H桥级联型结构等。本文对多电平发展的历程进行了回顾,并分析了多电平结构之间的联系,为进一步研究和探讨多电平拓扑打下基础。     

LED负载LLC谐振变换器参数设计

由于LED负载的等效电阻具有可变的特性,传统的电阻负载LLC谐振电路参数设计方法不再适用于LED负载LLC谐振电路参数设计.在电阻负载LLC谐振电路参数设计的基础上,提出一种新的设计方法,使LLC谐振电路在LED负载正常工作范围内满足零电压开关(ZVS);介绍了详细的公式推导和设计过程.基于所提出的方法,以一个谐振频率为100 kHz,额定输入电压为400 V的两路LED灯串为例,给出了设计和仿真结果,验证了新设计方法的可行性.     

多电平变换器——功率变换器新品种

多电平变换器是大功率应用优选功率变换器新品种时才引人注目的，本文阐述最新发展的三种多电平变换：（１）二极管箝位；（２）浮动电容器；（３）有各自直流源的级联逆变器，经计算机仿真，并用ＩＧＢＴ作功率开关器件和ＤＳＰ作全数字控制器的样机验证，给出了工作原理、特点，优缺点和应用范围。     

模块化多电平变换器关键问题研究综述

随着电力电子技术的快速发展,多电平变换器及其相关技术的研究正逐步成为高压大功率运用场合的热点问题.模块化多电平变换器（Modular Multilevel Converter,MMC）因其具有模块化的结构优势,弥补了传统多电平变换器的不足.相对于传统多电平变换器,MMC具有谐波含量少、开关损耗低、故障穿越能力强等特点.本文首先从MMC的拓扑结构和工作原理入手,分析了MMC的技术特点.其次,根据当前国内外的相关理论研究,对MMC主电路建模、参数设计、调制策略以及子模块电容均压策略等关键问题进行了对比分析.最后,本文对MMC的前景进行了展望.     

LLC谐振变换器的谐振元件设计

在LLC谐振变换器中,其谐振元件的参数设计对变换器工作性能有着重要影响。为解决LLC谐振变换器存在的谐振网络电压增益非线性变化、轻载时开关频率过大等问题,文章结合变换器的特性分析给出了谐振元件参数设计的一系列约束条件,在此基础上,总结了变换器谐振网络的电感、电容的设计步骤,并给出了变压器参数的选取方法。对一台500 W的LLC变换器的试验结果表明:文中提出的设计方法是可行的,能够达到设计需求。     

基于输出电压可调的LLC谐振变换器的设计与优化

最近谐振式变换器在消费类电子产品诸如液晶电视和等离子显示器的开关电源中得到了广泛的应用。传统的LLC谐振变换器的设计方法类似于试探法,本文给出了一种新的设计方法及设计实例,该方法可以使在输出电压范围内的额定输出电压工作在谐振点,而其他输出电压工作在谐振点附近,实验证明采用这种方法可以提高变换器的效率。     

基于Z源网络的模块化多电平逆变器拓扑设计

传统多电平逆变器存在着不能升压的缺点而使其的应用受到限制。根据Z源网络可实现升降压的功能,提出将Z源网络应用到模块化多电平逆变器(MMC)中。通过对Z源网络和MMC的原理及运行状态的分析,设计出含Z源网络的MMC拓扑结构、升压策略、包含MMC子模块电容电压平衡控制的调制策略,通过控制Z源网络的直通占空比就可以灵活控制输出电压。仿真结果验证了新型拓扑结构和控制策略的正确性和优越性。     

基于磁控制的双谐振腔LLC谐振变换器

LLC谐振变换器可以实现原边开关管的ZVS和副边整流管的ZCS,变换效率较高,但传统的LLC谐振变换器具有输入电压范围不宽、且在宽输入电压范围下效率较低的缺点,针对这个缺点,本文在拓扑和控制方法上做出改进,提出了一种利用磁控制的可变电感来实现定频模式下输出电压控制与调节的全桥双谐振腔LLC变换器,在没有牺牲效率的前提下拓宽了输入电压的范围。并且制作了一台输入为120~400V,输出为48V/5A的实验样机,验证了理论分析的正确性。     

‪基于LLC的半桥谐振变换器设计

介绍了LLC谐振变换器的基本原理,分析了它的等效电路模型及其关键参数对性能的影响;进而以L6599为控制器设计了一款LLC谐振变换器,并给出了主要设计步骤和实验结果.测试结果表明,设计的LLC谐振变换器工作良好,满足了高效率、低EMI等要求.     

模块化多电平换流器电容电压的滑模观测器研究

模块化多电平换流器（modular multilevel converter,MMC）子模块电容电压的稳压控制是MMC的一个关键难题,在实际应用中,需要大量的电压传感器以获取各子模块电容电压。对此提出了一种电容电压滑模观测器（sliding mode observer,SMO）,根据MMC电路中的桥臂电流和开关信号观测出子模块电容电压,并结合电压闭环控制,实现电容电压的稳定,采用双曲正切函数tanh作该滑模观测器的切换函数,可削弱系统抖振。仿真和实验结果表明该滑模观测器可准确观测出电容电压。     

有功和无功功率可调的级联式电能装置及其控制方法

为了对可再生能源发电系统输出的波动有功功率进行调节,提高电力系统的电能质量和可靠性：本文基于已有的级联式电力电子变换装置,论及了一种同时具有有功功率和无功功率调节的电能装最。基于该装置在d,q坐标系下的数学模型,提出一种在有功功率以及无功功率调节时的直流侧电压控制方法。最后,利用MATLAB仿真工具对6kV,3MW／MVA的系统进行仿璇,仿真结果验证了系统的可行性和有效性。     

电流不连续状态下LLC谐振型DC/DC变换器的分析与最佳设计

分析了LLC谐振型DC/DC变换器整流二极管电流工作在不连续状态的最大谐振电流、电容最大电压、输入输出电压增益与开关频率、谐振电感比和负载之间的关系特性,根据推导出的表达式,应用MATLAB软件绘制了相应的曲线,由此得出了LLC谐振变换器的参数最佳设计的方法。最后根据此方法设计了实验参数,给出了实验结果。     

应用在通信二次电源中的LLC串联谐振变换器的研究

LLC串联谐振变换器以其卓越的性能,较低的成本迅速成为液晶电视电源,通信一次电源等的首选拓扑,但该拓扑目前还极少应用于通信二次电源中。文章从LLC串联谐振变换器的直流增益入手,分析了该拓扑应用于二次电源时需要考虑的因素．并通过仿真手段对一个二次电源的输出特性及小信号特性进行了设计验证。     

LLC谐振半桥变换器的设计

LLC谐振半桥变换器可以在全电压范围内、全负载条件下使得初级端 MOSFET实现ZVS（零电压开关）,次级整流二极管实现ZCS（零电流开关）,减少了开关损耗,大大提高了效率。而且在输入电压和负载范围变化比较大的情况下,其开关频率变化较小,有利于主参数的设计。这种变换器通常应用在高频功率变换领域。文中首先使用 FHA（基波近似原理）进行 LLC谐振半桥变换器的建模,然后分析了如何对变换器中的电气参数进行选择,最后设计了一个工作在70~150 kHz频率下300 W的 LLC谐振变换器。     

基于FPGA+Si8235控制的LLC谐振变换器设计

为了增加LLC谐振变换器控制灵活性,降低驱动电路的损耗,提出了基于FPGA控制和Si8235驱动的方案;分析了LLC谐振变换器的增益特性;对载波调制隔离驱动芯片Si8235的开通和关断时间进行了测试比较,设计加速关断的优化驱动电路;实验证明,LLC谐振变换器使用FPGA+Si8235组合的控制驱动策略,使电路更加简单,能实现更快的驱动速度,提高控制灵活性和增加性能效率。     

半桥LLC谐振变换器稳态建模及分析

介绍了半桥LLC谐振变换器的工作原理,研究了半桥LLC谐振变换器的稳态建模,利用MATLAB软件绘出其直流增益曲线,在此基础上分析了变换器主要参数对其工作性能的影响。样机实验验证了理论分析的正确性。