电压应力

摘要： 为了提高宽电压范围输入LLC谐振变换器的可靠性,针对宽输入LLC谐振变换器在寄生参数的影响下整流管电压产生高频振荡导致电压应力过大的问题,分状态建立等效模型和状态方程。根据整流管电压应力随工作频率的变化规律,分析应力最大区域并提出能降低整流管电压应力的参数优化设计方法。在该方法下,整个工作区间在避开应力最大区域的同时保证了增益宽度。搭建2.5倍输入范围的600 W全桥LLC平台,开展实验验证。实验结果表明,相比传统的宽电压范围输入LLC参数设计方法,该方法显著降低了工作范围内的整流管最大电压应力值,提高了电路的安全稳定性。

摘要： 行波的折反射过程对故障暂态响应有重要影响,目前对故障限流器(FaultCurrentLimiter,FCL)参数优化配置时,均未考虑故障行波折反射过程对FCL参数选取的影响。因此,提出了一种计及行波折反射的故障暂态响应时域分析方法,并用此方法对混合阻感并联型FCL进行了参数优化。首先,建立换流器故障等效模型,对比不同限流阻抗类型的FCL对故障电流的抑制能力。其次,推导了故障行波的频域和时域表达式,根据彼得逊法则建立各个时序的等效模型从而准确求得故障电流。并以故障电流和FCL两端的电压应力为优化目标,利用粒子群算法对FCL参数进行优化配置,得到限流阻抗最优匹配值。最后,通过在PSCAD/EMTDC仿真软件中搭建三端直流电网模型进行仿真对比。仿真结果验证了计及行波折反射的故障电流计算方法以及优化模型的准确性。

摘要： 为进一步改善基本级联Boost变换器的电压增益等关键性能,提出了一种磁集成开关电容高增益级联Boost变换器。该变换器利用拆分开关电容的两个倍压单元,使之与级联变换器的前级储能结构重新组合,同时将磁集成技术应用其中,一方面实现高电压增益,同时减小开关管的电压应力与电感电流纹波。分析变换器的各个工作模态,推导出性能参数,给出了磁集成设计方案,最后通过仿真和实验样机实验,验证了理论分析的正确性。

摘要： IGBT作为功率设备的核心器件,在电力电子工业领域应用广泛。为了进一步了解电压应力对IGBT模块的影响,本文搭建了实验样机(选用3代IGBT采用T型三电平拓扑,额定输出线电压315 V,电流230 A,设计输入电压范围500~1 000 V),通过单脉冲试验对不同厂家不同型号的IGBT进行电压应力分析并给出解决方案的可行性。

摘要： 为了提高DC-DC变换器电压增益,将Boost变换器与Sepic变换器进行有机结合,提出一种耦合电感型Boost-Sepic高增益DC-DC变换器。该变换器把传统Boost-Sepic电路中的电感换成耦合电感一次侧,耦合电感二次侧和2个倍压单元结合变成桥式倍压单元加入传统Boost-Sepic电路中,以此实现变换器的高增益并降低开关管的电压应力。通过理论分析和实验验证表明:该变换器使得电压增益升高,降低开关管的电压应力实现开关管的零电压开通,又减轻了二极管的反向恢复问题。

摘要： 高增益DC-DC变换器正越来越多地应用于太阳能光伏或其他可再生能源发电系统。良好的稳态和动态性能以及更高的效率,是为上述应用选取变换器的先决条件。为此,提出一种高增益DC-DC升压变换器。首先,详细阐述了该新型变换器的拓扑结构与工作原理,在此基础上,对其电路参数进行了设计。然后,将所提变换器与最近提出的其他类似变换器在各种性能参数上进行了比较。最后,采用Matlab软件建立了系统仿真模型,并研制了实验样机。仿真和实验结果验证了理论分析的正确性。所提变换器只使用一个功率开关,具有连续的输入电流,同时能够降低开关器件间的电压应力。占空比的工作范围更宽,并且在较低的占空比下可以获得较高的电压增益。输入电流连续是DC-DC变换器的一个理想特性,所提变换器非常适合太阳能、光伏应用。

摘要： 传统Y源逆变器输入电流断续,同时耦合电感漏感会导致直流母线电压尖峰和电压增益的降低。为此提出了一种优化型Y源逆变器,能够实现连续的输入电流并抑制耦合电感漏感对逆变器性能的影响,降低了启动冲击电流,减小了母线电压尖峰和磁芯的尺寸。相比传统Y源逆变器,在相同的电压增益下,优化型Y源逆变器的直通占空比更低,从而增大了调制比范围,提高了输出电压波形质量。使用解析计算方法详细分析了耦合电感漏感引起的逆变器直通占空比丢失问题。最后,通过与传统Y源逆变器进行仿真和实验比较,验证了优化型Y源逆变器的优越性。

摘要： 针对传统变换器电压增益低、开关器件电压应力大和输出具有较大电压纹波的缺点,通过在传统二次型Buck-Boost变换器后级增加开关电容单元和LC滤波器,提出一种改进二次型Buck-Boost变换器。对该改进变换器在连续导通模式(CCM)下的工作原理进行分析,同时从不同角度对所提改进二次型Buck-Boost变换器和其他二次型变换器进行对比,表明所提改进变换器具有良好的性能特征。最后,对改进二次型Buck-Boost变换器和改进前二次型Buck-Boost变换器进行实验分析,由实验对比可知改进后变换器输出电压增益是改进前变换器输出电压增益的(1+D)/D倍。在输出电压均为37.4 V的升压模式下,改进前输出电压纹波是改进后输出电压纹波的3倍。在输出电压均为9 V的降压模式下,改进前输出电压纹波约是改进后输出电压纹波的12倍;同时在同等输出电压的情况下,改进后开关器件的电压应力明显减小。实验和理论分析验证了所提改进二次型Buck-Boost变换器是可行的。

摘要： 直流微电网需要DC-DC升压变换器提高输出电压,为分布式发电单元提供公共电压。文章对传统的升压变换器(Conventional Boost Converter,CBC)和二次升压变换器(Quadratic Boost Converter,QBC)进行改进,提出一种新型高增益DC-DC升压变换器。首先,介绍该新型变换器的拓扑结构与工作原理,并对电路参数进行了设计,分析了功率开关的电压应力;然后,从无源元件数量、开关器件间的电压应力等方面,将该变换器与其他拓扑结构进行对比,变换器仅用两个电感、两个电容和两个功率开关,实现电压增益和电流连续输入,且具有二次电压增益高和降低开关器件间电压应力的优点;最后,通过Matlab仿真模型和试验样机,验证了理论分析的正确性。

摘要： 耦合电感型阻抗源逆变器含有多个电感和电容,器件应力分析时通常采用安秒和伏秒平衡计算变换器的状态变量,计算过程冗长且容易出错。因此,为了简化电路分析,提出一种适用于耦合电感型阻抗源逆变器拓扑的无源器件消除方法。通过消除电路中的电容支路或电感支路,然后在一个开关周期内对电路进行平均化,根据所获得的等效平均化电路求解电路中电流、电压状态变量,使得电路的各个状态量之间耦合关系得到简化。为了阐述所提方法的分析过程,以高升压比Y源逆变器为例计算关键元件的电流和电压应力,并与传统分析方法进行比较。最后,通过试验验证所提方法的正确性。

摘要： 本文提出一种新的基于准二级结构变流器的混合均流方案,适用于多路LED驱动.在本文所提出的结构中,每个输出模块内部通过平衡电容实现电流的均衡.输出模块之间的电流均衡通过电流调节器实现.由于开关频率的提高,采用部分功率处理的电流调节器具有更高的效率和更低的功耗.此外,采用有源均流技术具有更好的负载适应性和更低的电压应力.混合均流方案结合无源和有源均流技术的优点,控制更简单,并且制作了一个包含四路LED的120W样机,通过仿真和实验结果验证了该混合均流方案的性能.

摘要： 本文提出一种高增益交错耦合电感DC-DC变换器.采用电容、电感、二极管组成无源吸收电路网络,回收再利用漏感能量,同时抑制开关管两端的电压尖峰,进而减小了开关管的电压应力,可选用低导通阻抗的MOSFET,降低开关损耗,提升变换器效率;将两个电容和两个耦合电感副边侧相结合,一个导通周期内,当电容并联导通时储存在耦合电感中的能量给电容充电,在电容串联导通时将能量释放给输出端,从而获得高增益;此外,有效抑制了二极管反向恢复问题;交错并联控制有效降低了输入电流纹波,改善了变换器性能.对电路的操作原理和模态变化作了详细分析.最后,通过搭建一台300W、20V/240V的实验样机,验证了理论分析的正确性.

摘要： 提出了一种新型非隔离型双向交错并联DC/DC变换器,该变换器具有输入/输出电流纹波低,开关器件电压应力小,输入输出电压变换比大等优点.详细分析了该新型非隔离型交错并联双向DC/DC变换器的工作原理,并给出了Boost模式和Buck模式下的电压变换比和输入/输出电流纹波表达式,阐述了移相控制和闭环控制策略.最后,通过仿真与实验验证理论分析的正确性.

摘要： 本文对静电除尘电源发展进行了介绍，分析了各种电源的优缺点;提出了一种新型低电压应力的脉冲除尘电源，分析了其工作原理;对该脉冲电源进行了仿真以及实验验证，探讨了脉冲电源的其它应用场合。

摘要： 本文提出了一种基于可扩展电压增益单元(Scalable Voltage Multiple Cell,SVMC)实现的低电压电流应力高增益DC/DC变换器,通过改变所提SVMC串联使用数可以实现对输入输出增益及开关器件电压应力的调节,同时调节SVMC的输入相数可以实现对器件电流应力的调节,且该变换器输入相数自由拓展后可保持自动均流的特性,这使得变换器的控制策略简单,无需复杂的有源或无源均流策略.上述特性使得所提变换器适用于大容量高增益直流变换场合,如海上风电直流输电系统中.文中以4相输入3个SVMC的变换器为例分析了该变换器的工作原理及性能特点,并搭建了一台功率为1.2kW的实验样机,实验结果验证了理论分析的正确性.

摘要： 针对燃料电池和超级电容联合发电系统的场合,提出了一种基于非隔离型双输入高升压比直流变换器的双输入系统架构.该架构与传统架构相比,省去了与超级电容相连的双向变换器,整个架构中只存在一个单向的非隔离型高升压比直流变换器,从而简化了系统结构、降低了系统成本,并且保持了超级电容较高的利用率.该非隔离型双输入直流变换器具有高升压比、低电压应力和高效率的特点.文中详细分析了该变换器的工作原理以及变换器的电压增益和开关管的电压应力,并搭建了一台1kW的原理样机验证了理论分析的正确性.

摘要： 在风能、太阳能、生物质能等可再生能源领域,光伏电池、燃料电池和储能装置的电压远低于并网逆变输入侧电压,则需要高增益高效率的DC/DC变换器.为此,本文提出一种耦合电感型高增益软开关Boost变换器.通过采用耦合电感来提高电压增益.通过在开关两端并联电容,限制了关断时的电压变化率,大大降低了关断损耗.合理设置开关驱动之间的死区,实现了开关零电压开通.合理设计耦合电感漏感大小,解决了二极管的反向恢复问题.变换器的开关和二极管的电压应力都低于输出电压,可通过选用低耐压开关和二极管来降低导通损耗,从而进一步挺高变换器效率.最后搭建了一台250W的实验样机,实验结果验证了理论分析的正确性.

摘要： 随着农村可再生能源发电、分布式发电、微电网与智能电网技术的不断发展,对储能变流系统的要求也越来越高,其中大变压比高压双向直流变换器已成为储能变流的研究热点.针对传统的双向Buck/Boost DC-DC等非隔离型变换器变压比小、开关管电压应力大等缺点,提出了一种新型半桥三电平推挽式(half bridge TL push-pull)双向DC-DC变换器,它具有电气隔离,充放电均可实现两级变压来形成大变压比,开关器件少,且开关管电压应力仅为高压侧输入电压的一半并可实现软开关的优点.并对新型双向DC-DC变换器提出通过对蓄电池荷电状态(SOC)的检测与上位机的指令信号来控制实现双向DC-DC变换器工作模式的切换.并通过仿真试验验证新型双向变流器的可行性与优越性.

摘要： 针对单相电流型高频链矩阵式整流器拓扑,提出一种新型单极倍频SPWM解结耦的调制方法,运用解结耦的基本思想以及相应的逻辑组合对矩阵变换器进行控制.并分析了电路拓扑在一个高频周期内的工作状态.所提新型调制方法消除了变压器原边因漏感电流存在而产生的电压尖峰,实现了自然换流.最后仿真结果验证了所提调制方法的正确性与可行性.

摘要： 针对单相电流型高频链矩阵式整流器拓扑,提出一种新型单极倍频SPWM解结耦的调制方法,运用解结耦的基本思想以及相应的逻辑组合对矩阵变换器进行控制.并分析了电路拓扑在一个高频周期内的工作状态.所提新型调制方法消除了变压器原边因漏感电流存在而产生的电压尖峰,实现了自然换流.最后仿真结果验证了所提调制方法的正确性与可行性.

摘要： 本申请公开了一种低电压应力升压变换器和扩展低电压应力升压变换器，以第一电感、第二电感、第一电容、第三电容、第一二极管、第三二极管、第四二极管和开关管模块形成升压回路，以输入直流电源、第二电容、第三电容、开关管模块和第四二极管构成能量传递环节，通过能量传递环节提高输出电压，使得输出电压提高了Vin+VC3；开关管模块、第一二极管、第二二极管和第一电容的电压应力降低为输出电压的1/(2‑D)，第二电容的电压应力降低为输出电压的(1‑D)/(2‑D)，有利于减小升压变换器的体积和重量和低电压应力升压变换器在超高压场景的应用。

摘要： 本发明提供了一种低开关管电压应力电压型输出谐振变换器，包括隔离变压器、原边电路、副边电路；原边电路的第一谐振电感的一端与直流电源正端连接，第一谐振电感的另一端与励磁电感的一端、变压器原边同名端连接，励磁电感的另一端与变压器原边异名端、开关管漏极、第一谐振电容的一端、第二谐振电感的一端连接，第二谐振电感的另一端与第二谐振电容的一端连接，开关管源极、第一谐振电容的另一端、第二谐振电容的另一端与直流电源负端连接；副边电路的变压器副边同名端与第三谐振电容的一端、二极管的阳极连接，第三谐振电容的另一端、二极管的阴极与输出电容的正端连接，变压器副边异名端与输出滤波电容的负端连接。

摘要： 本发明涉及一种宽电压范围低电压应力电流注入型三相功率因数校正电路，根据输入电压工作范围，电路可工作于boost模式，也可工作于buck模式，开关管的电压应力比直接采用典型升降压拓扑（buck‑boost、cuk、sepic、zeta）小,具有较高转换效率。本发明的变换器分别控制输入电压瞬时值最大、最小相的电流跟踪对应的相电压；根据三相对称，另外一相电流也跟随其相电压，从而实现三相电流正弦化控制。该电路通过分阶段工作模式，输出电压可升可降，输入输出电压可工作范围大，适合于输入输出电压变化范围大的应用场合。本发明无需复杂的矢量控制，只要采用DC/DC PWM控制技术，就可以实现三相输入电流正化弦，易于实现。

摘要： 本申请公开了一种低电压应力升压变换器和扩展低电压应力升压变换器，以第一电感、第二电感、第一电容、第三电容、第一二极管、第三二极管、第四二极管和开关管模块形成升压回路，以输入直流电源、第二电容、第三电容、开关管模块和第四二极管构成能量传递环节，通过能量传递环节提高输出电压，使得输出电压提高了Vin+VC3；开关管模块、第一二极管、第二二极管和第一电容的电压应力降低为输出电压的1/(2‑D)，第二电容的电压应力降低为输出电压的(1‑D)/(2‑D)，有利于减小升压变换器的体积和重量和低电压应力升压变换器在超高压场景的应用。

摘要： 本发明公开一种温度和电压应力下SiC功率管阈值电压退化模型，具体步骤为：首先依据阿伦尼乌斯模型、逆幂律模型和退化时间模型建立温度应力、电压应力下SiC功率MOSFET阈值电压的单应力退化模型；然后利用三个径向基神经元将得到的两个单应力阈值电压退化模型融合为SiC功率MOSFET在温度与电压耦合双应力下的阈值电压退化模型。本发明将SiC功率MOSFET阈值电压的单应力物理退化模型与径向基神经元结合，建立一种同时考虑温度和电压双应力工作条件下的通用性更强的阈值电压退化模型，从而能够准确评估SiC功率MOSFET的退化趋势。

摘要： 本发明提供了一种低开关管电压应力电压型输出谐振变换器，包括隔离变压器、原边电路、副边电路；原边电路的第一谐振电感的一端与直流电源正端连接，第一谐振电感的另一端与励磁电感的一端、变压器原边同名端连接，励磁电感的另一端与变压器原边异名端、开关管漏极、第一谐振电容的一端、第二谐振电感的一端连接，第二谐振电感的另一端与第二谐振电容的一端连接，开关管源极、第一谐振电容的另一端、第二谐振电容的另一端与直流电源负端连接；副边电路的变压器副边同名端与第三谐振电容的一端、二极管的阳极连接，第三谐振电容的另一端、二极管的阴极与输出电容的正端连接，变压器副边异名端与输出滤波电容的负端连接。

摘要： 本发明涉及一种宽电压范围低电压应力电流注入型三相功率因数校正电路，根据输入电压工作范围，电路可工作于boost模式，也可工作于buck模式，开关管的电压应力比直接采用典型升降压拓扑（buck-boost、cuk、sepic、zeta）小,具有较高转换效率。本发明的变换器分别控制输入电压瞬时值最大、最小相的电流跟踪对应的相电压；根据三相对称，另外一相电流也跟随其相电压，从而实现三相电流正弦化控制。该电路通过分阶段工作模式，输出电压可升可降，输入输出电压可工作范围大，适合于输入输出电压变化范围大的应用场合。本发明无需复杂的矢量控制，只要采用DC/DC？PWM控制技术，就可以实现三相输入电流正化弦，易于实现。

摘要： 本申请涉及一种电压应力测试电路和电压应力测试系统。所述电压应力测试电路包括：第一开关和第二开关，其配置为接收正应力电压或负应力电压，其中所述第一开关配置为向第一半导体器件的栅极提供正应力电压，并将负应力电压与所述第一半导体器件的栅极隔离开，并且其中所述第二开关配置为向第二半导体器件的栅极提供负应力电压，并将正应力电压与所述第二半导体器件的栅极隔离开。所述电压应力测试电路可以配置为向所述第一半导体器件或第二半导体器件提供电压应力测试，而不存在除所述正应力电压或负应力电压之外的动力，并且在某些示例中，不需要接入所述第一半导体器件或所述第二半导体器件的源极或漏极。

摘要： 一种高电压增益且低电容电压应力的准Z源三电平逆变器电路，直流电源的输出端与准Z源网络电路的输入端连接，准 Z源网络电路的输出端与三电平逆变桥电路的输入端连接。该准Z源三电平逆变器电路能够实现单级逆变增益高、功率大、谐波小、效率高、稳定性强的优点。

摘要： 本实用新型公开了一种高电压增益且低电容电压应力的Z源逆变器电路。直流电源的输出端与Z源网络电路的输入端连接，Z源网络电路的输出端与逆变器电路的输入端连接，Z源网络电路，包括二极管D