基于三电平技术的脉冲变换器的设计
三电平PWM变换电路

朱成云电力电子S0607016 一种用于三电平PWM变换电路的实用的辅助变换电路摘要:本文提出了一种用于电子电路中以实现软开关的新型的,低功耗的,具有三种电平的脉冲宽度调制电路的分析和设计。
AACC电路有LC电路和两个双向开关构成,其中一个辅助开关在零电压状态下变换,另一个在零电流状态下变换。
AACC电路的工作依赖于辅助电压源的使用。
由于变换电路所接收的输入能量很小,所以开关管所的电流很小,从而达到高效工作的目的。
这种辅助电路的设计步骤和实验结果证明了其可操作性。
关键词:脉冲宽度调制,软开关,三电平变换器,零电压开关1.简介为了在变换电路中实现软开关的目的,许多种电路拓扑结构已经被提出。
总的说来,软开关的出现使得在功率变换电路中功率半导体以更高的开关频率工作而不会过分影响变换电路的效率。
但是,(零电压开关和零电流开关)要达到这样一种目的,电路中的功率半导体元件要能够承受在其器件参数范围之内的电压和电流的增量。
在许多情况下,这种增量是由于半导体器件额外的损失和一些被动的原素所造成的。
由辅助开关触发的LC谐振缓冲电路是Bigen和McMurray[1][2]提出的,它用来减小变换电路中主要的开关管在开关时产生的电压和电流变化量。
这种电路是具有辅助谐振变换电流的作用而被提出的,它由一个双向开关,一个谐振电感,一个谐振电容和两个直流电源或者两个低频电容构成。
这个电容可以等效为一个纯电容接在输入直流电源的中点。
因此,这个低频电容(通常,其基本输出频率在50-60Hz之间)提供输入电压的一部分。
这种拓扑结构在使用半桥电路拓扑结构时被采用。
如果是全桥电路需要用到两个ARCP,每个桥臂都需要一个ARCP,另外在输入电压源端需要两个大的输入电容。
这样一来可能会增大变换器的体积。
需要特别注意的是,在有些场合,比如高电压场合需要用中间抽头电容,在这种情况下,变换器的体积并不会减小。
其它形式的AACC变换器在文献[4][5]中有提及,比如辅助电源由自耦变压器提供的变换电路。
《2024年三电平Boost变换器在UPS中的应用》范文

《三电平Boost变换器在UPS中的应用》篇一一、引言随着电力电子技术的快速发展,不间断电源(UPS)系统在保障电力供应稳定性及连续性方面扮演着至关重要的角色。
三电平Boost变换器作为现代UPS系统中的核心部件,以其高效、可靠及稳定的性能受到广泛关注。
本文将深入探讨三电平Boost变换器在UPS系统中的应用及其所带来的优势。
二、三电平Boost变换器的基本原理三电平Boost变换器是一种先进的电力电子转换器,通过其特有的电路拓扑和调制方式,实现了电力传输的高效和稳定。
它采用了三电平的电压转换技术,与传统的两电平变换器相比,具有更低的开关损耗和更高的效率。
此外,三电平Boost变换器还具有更好的电磁兼容性,能够适应各种复杂的电力环境。
三、三电平Boost变换器在UPS中的应用1. 提高系统效率:三电平Boost变换器的高效性使得UPS系统的整体效率得到显著提升。
在UPS系统中,三电平Boost变换器能够有效地将输入的交流电转换为稳定的直流电,从而为负载提供可靠的电力供应。
2. 优化系统性能:三电平Boost变换器的稳定性和可靠性使得UPS系统在面对电网电压波动、负载变化等复杂情况时,能够保持稳定的输出性能。
这有助于提高UPS系统的可靠性,保障负载设备的正常运行。
3. 降低系统成本:虽然三电平Boost变换器的制造成本相对较高,但其高效率和长寿命的特点使得其在实际应用中能够降低维护成本和更换成本。
此外,通过优化设计和生产流程,可以进一步降低三电平Boost变换器的成本,使其在UPS系统中的应用更具竞争力。
4. 适应不同负载:三电平Boost变换器具有较好的适应性,能够适应不同类型和容量的负载。
无论是为小型设备提供电力,还是为大型数据中心、医院等关键设施提供不间断电源,三电平Boost变换器都能发挥其高效、稳定、可靠的优势。
四、应用案例分析以某数据中心为例,该数据中心采用了三电平Boost变换器的UPS系统。
一种混合功率器件三相三电平 anpc-dab 变换器及其调制方法

一种混合功率器件三相三电平 anpc-dab 变换器及其调制方法混合功率器件三相三电平ANPC-DAB变换器是一种新型的功率电子设备,其具有高效率、高性能、高可靠性等特点,逐渐成为电力系统中替代传统变频器的重要装置。
本文将详细介绍ANPC-DAB变换器的原理、结构和调制方法。
一、ANPC-DAB变换器的原理及结构ANPC-DAB变换器是基于多电平全桥拓扑结构的三相变换器,其中ANPC代表Active Neutral Point Clamped,DAB代表Dual Active Bridge。
ANPC-DAB变换器的主要构成包括DC电源、多电平全桥逆变电路、谐振电感及滤波电容。
其工作原理是将直流电源通过多电平全桥逆变电路转换为三相交流电源,然后经过谐振电感和滤波电容进行滤波处理,最后输出给负载。
在ANPC-DAB变换器中,多电平全桥逆变电路是变换器的核心部件。
它由多组IGBT和二极管组成,可以产生多个电平的输出电压。
具体来说,由于连接了多个拓展电容器,多电平全桥逆变电路在每个半周期结束时会在其中三相电压的中点上增加电压电平,从而实现了功率的平衡。
同时,在变频器的电压端子上设置谐振电感和滤波电容,可以有效滤除谐振和高频干扰。
二、ANPC-DAB变换器的调制方法ANPC-DAB变换器的调制方法意味着如何在逆变过程中控制开关器件的开关状态,以实现输出电压的稳定性和质量。
常用的调制方法包括脉宽调制(PWM)和谐振脉冲调制(RPM)。
1.脉宽调制(PWM)脉宽调制是一种广泛应用于电力电子变换器中的调制方法。
它通过改变开关器件导通时间的占空比来控制输出电压的大小。
在ANPC-DAB变换器中,脉宽调制通过对每个拓展电容器的电压进行调制,以实现输出电压的控制。
一般采用的调制策略包括Sinusoidal Pulse Width Modulation(SPWM)和Space Vector Modulation(SVM)。
三电平直流变换器的交错式PWM方法

第16卷第2期电源学报Vol.16No.2 20期年 3 月Journal of Power Supply Mar. 2018D O I:10.13234/j.issn.2095-2805.2018.2.n 中图分类号:TM46 文献标志码:A三电平直流变换器的交错式PWM方法刘威,吕征宇(浙江大学电气工程学院,杭州310027)摘要:三电平结构可将开关管的电压应力箝位于输入电压的一半,因此在高输入电压场合得到了广泛应用。
为保证三电平变换器的正常运行,输入分压电容和隔直电容上的电压必须基本平衡,而实际电路中驱动电路延时不一致等问题可能导致电压失衡。
本文提出了一种具有更强均压能力的脉冲宽度调制PWM (pulse width modulation)方法,该方法通过交错使用两种传统的PWM方法实现。
交错式PW M方法将隔直电容电压与输入分压电容电压解耦,同时保证前者一直维持在理想值附近,大大简化了采样电路和均压策略,因此只需要调节驱动信号间的相位差便可以实现电压平衡。
实验结果验证了所提调制方法和均压策略的有效性。
关键词:脉冲宽度调制;三电平;均压Interleaved PWM Method for Three-level DC/DC ConverterLIU Wei,LYU Zhengyu(College of Electrical Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China)Abstract :Since the voltage stress on power switches is only half of the input voltage through the utilization of a three-level (TL) structure, TL converters have been widely used in high-voltage applications. To ensure the normal operation of TL converters, the voltages on the input-divided capacitors and the blocking capacitor must be balanced basically, whereas the asymmetry of time-delay in the drive circuit may result in voltage unbalance in practice. In this paper, a novel pulse width modulation (PWM) method with better voltage-balancing ability is proposed, which is implemented by interleaving two traditional PWM methods. The new PWM method decouples the blocking capacitor voltage from the voltages of input-divided capacitors, and ensures that the former voltage is always kept around its ideal value, which greatly simplifies the sampling circuit and the voltage-balancing strategy. In this way, only the phase shift between driving signals need to be adjusted to achieve voltage balance. Experimental results verified the effectiveness of the proposed modulation method and voltage-balancing strategy.Keywords:pulse width modulation; three-level; voltage-balancing由于功率开关管的电压应力仅是输人电压的 一半,三电平结构被广泛应用于高压场合,如三相 功率因数校正电路的后级等。
三电平Buck变换器的设计任务书

皖西学院本科毕业论文(设计)任务书系别:材料与化工学院专业:物理学学生姓名张斌学号2010010487 毕业论文(设计)题目:三电平Buck变换器的设计毕业论文(设计)内容:三电平变换器,具有降低开关管电压应力、减小输入输出滤波器等优点,适用于高输入/输出电压的功率变换场合,Buck变换器电路可分为三个部分电路块。
分别为主电路模块,控制电路模块和驱动电路模块。
主电路模块,由MOSFET的开通与关断的时间占空比来决定输出电压u。
的大小。
控制电路模块,可用SG3525来控制MOSFET的开通与关断。
驱动电路模块,用来驱动MOSFET。
毕业论文(设计)要求及应完成的工作:1.电路功能介绍1、电路由主电路与控制电路组成:主电路主要环节:整流电路及保护电路;控制电路主要环节:触发电路、电压电流检测单元、驱动电路、检测与故障保护电路。
2、主电路电力电子开关器件采用晶闸管、IGBT或MOSFET。
3、系统具有完善的保护4、系统总体方案确定5、主电路设计与分析1)确定主电路方案2)主电路元器件的计算及选型6、控制电路设计与分析1).功能单元电路设计2).触发电路设计3).控制电路参数确定进度安排毕业论文(设计)各阶段名称起止日期1 广泛资料收集、阅读参考文献2012.12—2013.012 系统分析、方案设计、撰写开题报告2013.02—2013.033 设计电路,撰写初稿、中期检查2013.04—2013.054 选择参数、调试、论文修改2013.05—2013.065 论文答辩、总结、材料整理归档2013.06—2013.06应收集的资料、主要参考文献及实习地点:1. 石玉栗书贤.电力电子技术题例与电路设计指导.机械工业出版社,1998 2.王兆安黄俊.电力电子技术(第4版).机械工业出版社,20003.浣喜明姚为正.电力电子技术.高等教育出版社,20004.莫正康.电力电子技术应用(第3版).机械工业出版社,20005.郑琼林.耿学文.电力电子电路精选.机械工业出版社,19966.刘定建,朱丹霞.实用晶闸管电路大全.机械工业出版社,19967.刘祖润胡俊达.毕业设计指导.机械工业出版社,1995。
新型IEGT串联的三电平变换器PWM脉冲方案设计

2 0 1 7年 1月
电 力 电 子 技 术
P o we r E l e c . 1
J a n u a r y 2 0 1 7
新型 I E G T串联的三电平变换器 P WM 脉冲方案设计
赵 宇 .高 志 军
A b s t r a c t : T — t y p e t h r e e — l e v e l c o n v e n e r b y i n j e c t i o n e n h a n c e d g a t e t r ns a i s t o r ( I E G T ) - s e r i e s c a n m e e t t h e r e q u i r e m e n t o f
b y c o mp a in r g he t d i f e r e n c e o f mo d u l a t i o n wa v e a n d t ia r n g u l a r c a r ie t r . T h e s t a t e ma c h i n e c y c l e a l g o r i t h m i s u s e d t o
.
A n o v e l p u l s e w i d h t mo d u l a i t o n ( P WM)p u l s e g e n e r a t i o n s c h e m e o f hr t e e - l e v e l c o n v e  ̄ e r i s p op r o s e d t o s o l v e he t p o. r b l e m. D i it g l a s i g n a l p oc r e s s o r ( D S P )a n d i f e l d p r o g r a m m a b l e g a t e a r r a y ( F P G A)c h i p i s u s e d t o g e n e r a t e P WM p u l s e
三电平ANPC变换器PWM调制策略及损耗分析

策 略 的 正 确 性 以及 其功 率器 件 损 耗 平 衡 能 力 。 关键词 : 三电平 A N P C; P WM 脉 宽 调 制 : 损 耗平 衡
中图分类号 : T M4 6 4 文献标识码 : A 文章编号 : 1 6 7 1 — 7 5 2 X( 2 0 1 3 ) 0 4 — 0 0 7 5 — 0 4
表4两种变换器的损耗计算3lnpc变换器损耗w开关器件t1d1t2d2d5导通损耗8260106019损耗开关损耗2170004253lanpc变换器损耗w开关器件t1d1t2d2t5d5导通损耗8260948095113095损耗开关损耗1090115505从以上两种变换器的损耗分布比较分析可以看出anpc三电平变频器中功率器件的最大损耗明显低于npc中的最大损耗且功率器件的损耗分布更加均匀但总损耗并不会减少
收 稿 日期 : 2 0 1 3 —1 0 ~ 1 4
作者简介 : 许
骁( 1 9 9 4 一 ) , 男, 安 徽 黄 山人 , 安徽理工大学学生。
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75 ・
表 1 三电 平 A NP C 开关 状态表
在方式 1中 , T , 和 存在开 关切换 , 既有导 通损
耗, 又有开关损耗 , r r 2 只有 导通损耗 。而在方式 2中 ,
出 , 比如 多级 转换 的开 发技 术 、多 电平 中点箝 位 型 ( N P C)变 换 技 术 以及 飞 跨 电容 型 多 电平 变 换 器 结 构 。其 中中点 电压箝 位 型变 换器 已被广 泛应 用 于大 功 率 工业场 合 , 显示 出了较强 的优 势 , 其商 业 价值 已 被 市 场所证 实 。 近年来 , 围绕 中点箝 位 三 电平变换 器 研 制 和性 能提 升 的报 道层 出不穷 , 使 三 电平 N P C变 换 器 的性能 逐 步走 向完 善 。 但是 N P C三 电平变换 器 在 运行 过程 中功 率器 件 的损耗 不平 衡 ,部 分 器件 损 耗 过大 , 发热 严 重 。 这 在很 大程 度上 限制 了三 电平 变 换 器 的容 量 和功 率器 件开 关频 率 的提 升 。 针 对 三 电平 N P C变换 器 的上 述 缺 点 . 德 国学 者
三电平Boost变换器脉冲相位延迟控制策略

第 52卷 第 8期 2018年 8月
电 力 电 子 技 术 Power Electronics
Vo1.52.No.8 August 2018
三 电平 Boost变换器脉冲来自位延迟控制策略 杨 杰 ,杜 会 卿 ,沈 杰 ,蔡 宗举 (中国船舶工 业系 统工程 研究 院 ,北 京 100094)
摘 要 :针对 三 电平 Boost变 换器 (TLBC)中点 电位偏 移 问题 ,采用一 种脉 冲相 位延 迟控 制策 略 ,分 析其在 不 改变
系统 输 出特 性 的基 础上有 效调 节偏 差 电压 的工作 原理 。通 过揭示 传 统状态 空 间平均 法建 模 的局限 性 。提 出基
于 电感 电流 纹波 的建模方 法 ,实 现 了变 换器 的准确 建模与 分析 。推 导偏差 电压 增益特 征系数 。提 出一种最 大偏
定 稿 日期 :2017—10—19 作 者 简 介 :杨 杰 (1980一),男 ,湖 南 慈 利 人 ,硕 士 ,高 级 工 程 师 .研 究 方 向 为 船 舶 电 力推 进 。
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究 对 脉冲 相 位 延 迟 控 制 下偏 差 电压 调 节 的原 理 分 析 并 不 透 彻 ,缺 乏 对 关 键 控 制 参 数 的指 导设 计 。
control strategy is adopted.The analysis of working pr inciple shows that it can efficiently regula t e the deviation voltage without changing system ’S output characteristics.By revealing the limitations of state space average model,an inductor current t ipple—based modeling approach is adopted to accurately model and analyze the convener.Then the piecewise expressions o f deviation voltage gains ale derived,and a piecewise f itting m ethod for m axim um devia tion voltage con— ditions is proposed to determine the boundaties of pulse phase delays in different duty ratios,achieving high eff icient control of output voltage and deviation voltage.Fina lly,the correctness of t h e theoretical analysis and effectiveness of the proposed control strategy are both verified by simulation and exper imenta l results. Keywords:converter; deviation vohage; phase delay; current r ipple
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De i n o n I u s n e t r Ba e sg fa mp le Co v r e s d
o h n t e Thr e Le e c o o y e - v lTe hn l g
OU A e Z A G C agy q u Ta —u n , X E Y nxag Y NGSn , H N h n .u , I inq a “ I u —in
1 三 电平技术及其拓扑
功率电力 电子器件 的电压和 电流限值约束 了
大功率变频器 、 变流器等 电力电子设备 的设计 和
b e a p ia in . yt p l t s h c o Ke r s:h r wa e d sg y wo d a d r e i n;t r e lv l o v r e h e - e ;c n e t r e
0 引 言
研制脉冲电源的传统方法较多 , 如可利用 , J —
主管中点相连 , 以辅助 中点箝 位。该技 术通过将
两电平电路转换成三 电平甚 至多电平 电路 , 降低 每个功率开关管 的电压降 , 从而可设计更 高电压 和更大功率 的电力 电子设备 。18 9 3年 , hg a B aw t 和 S f oi将该 电路结 构由三电平推广 到多 电 ta v en c 平, 进一步奠定 了 N C结构的多电平模式 J P 。 多电平电路的出现为高压大容量电压型变换 器的研制开辟 了一条新思路 , 逐渐成为大功率 电
i u e o fr h mp l .F n l s s d t o t e i u s m e i al h ai i f h o v r r s se ’ o o o y a d p ro a c s v rf d y,t e v l t o e c n e t y t m S tp l g n ef r n e wa ei e dy t e m i
化 设计 。
制 造 。为解 决该 问题 , 国学 者 Hoz于 17 德 l t 9 7年
提出三电平逆变器主 电路及其方案 , 中每相桥 其 臂带一对开关管 , 以辅 助中点箝 位。18 90年, 日 本学者 N be aa 在此基础上继续发展 , 将这些辅助 开关变成为一对二极管 , 分别与上下桥臂 串联 的
广 东 广州
摘
50 4 16 0)
要 : 于三电平技术并结合脉 冲变压 器设计 了 … 个脉 冲变换器பைடு நூலகம், 将其 用于 基 ・ 并
第一 作 者 : 阳森 欧 ( 94 一) 男 , 17 , 讲 师 , 士 , 究方 向 博 研 为电能质量 分析、 电力 电 子 技 术 、 智
能化设备等 。
c脉冲成型网络来设计 ; 利用脉冲 电容储能并触 发放电的原理 ; 或者利用谐振 的方法 J 。 。本 文 基于三电平技术与传统的脉冲变压器相结合设计 了一个 脉冲 变 换 器 , 变 换 器 能 直 接 利 用 30V 该 8 交流市 电工作 , 具有较高的实用性 , 并实现了模块
( .C l g f l tcP w r .A T C L b , o t C iaU i r t a o eeo e r o e;b S E a . S uh hn n es y l E ci v i o eh ooy u n zo 6 0 hn ) f c n l ,G agh u5 0 4 ,C ia T g 1
非热处理 灭菌过程 。描述 了变换 电路硬件系统 各部分 的设 计 , 并详述 基 于三 电平技术
的 D — C电路 以及利用功率电力电 子开关 元件 配合脉 冲变压 器得 到高精 度脉 冲 电源 CD
的电路 。此外 , 通过实验验证 了该变换器 的性能 。 关键词 : 硬件设计 ;三电平 ; 变换器 中图分类 号 : N 8 文献标识码 : 文章 编号 :0 1 5 1 2 0 ) 3 0 80 T 6 A 10 - 3 (0 6 0 - 5 -4 5 0
维普资讯
低压 电器 (06 o ) 2 0 N 3
基于三 电平技术 的咏冲变换器的设计
基 于三 电平 技 术 的 脉 冲变 换 器 的设 计 木
欧阳森 张常玉 , 邱添泉 谢运祥。 , , ( 南理 工大 学 a 电力 学院 ;b 电力 学院雅 达 实验 室 , 华 . .
s se w s b o kn .T e tr e l v l e h oo ywa s d t e in t e DC DC cr u t n h mp le t n fr r y tm a l c i g h h e -e e c n lg su e o d sg h — i i,a d t e i u s a so me t c r