ZVT PWM软开关功率变换器的改进与仿真分析

ZVT PWM软开关功率变换器的改进与仿真分析

一、ZVT PWM软开关功率变换器的改进及仿真分析(论文文献综述)

张强[1](2020)在《超级电容储能的太阳能LED路灯充电系统研究》文中研究指明太阳能LED路灯利用光伏板发电,无需使用传统能源,符合当今节能环保的要求,且在偏远地区或者供电能力不足的地区有着极大的实用价值。目前太阳能LED路灯充电系统中存在着充电效率低、弱光条件下储能元件无法有效充电、强光条件下大工作电流使得电路元器件发热严重,影响充电系统的充电效率等问题。针对上述问题,本文分别从充电电路拓扑和充电控制两方面进行优化。首先,将能量型超级电容作为太阳能LED路灯充电系统主要储能元件,能量型超级电容是一种新型绿色储能元件,具有功率密度高、能量密度适中、内阻低,工作温度范围宽等优点,适用于太阳能LED路灯充电系统。然后,充电电路拓扑采用了零电压转换软开关技术的ZVT-Buck电路,以提高充电效率。对ZVT-Buck电路的工作原理进行分析,并仿真验证。其次,针对弱光条件下储能元件无法有效充电的问题,将功率型超级电容作为次要储能元件,并提出一种双模式充电控制策略。该控制策略由普通光照模式、弱光照模式组成,并能够根据光照变化自动切换充电模式。接着,针对强光条件下大工作电流充电使得电路元器件发热严重的问题,提出一种多模式充电控制策略。该控制策略由普通光照模式、弱光照模式和限功率模式组成,根据当前时间、光伏板发电功率和储能元件的电量,合理地选择充电模式,提高电路充电效率,改善电路元器件发热情况。最后,详细计算ZVT-Buck电路拓扑中器件参数,使ZVT-Buck电路能在输入功率为10W160W范围内实现软开关。根据计算出的器件参数,选择器件具体型号,并设计充电系统原理样机进行试验验证。试验结果验证了ZVT-Buck电路在输入功率20W160W范围内,与基本Buck电路相比,能显着提高充电效率。提出的控制策略能够灵活切换充电模式,在强光至弱光光照条件下均能对储能元件进行有效充电,并能显着改善电路中功率器件发热情况。

周美兰,黄锋涛[2](2019)在《升压型零电压转换PWM电路研究与仿真》文中研究表明针对普通开关电源损耗大、效率低的问题,对开关电源的损耗进行了研究,提出了改进型零电压转换脉冲宽度调制(Zero-voltage-transition pulse-width modulation,ZVT-PWM)电路的开关电源优化设计方案。应用Saber仿真软件,搭建了改进型ZVT-PWM电路的直流升压(Boost)仿真电路,得到优化后的Boost仿真电路各器件的参数波形。实验结果表明,与基本Boost仿真电路和普通型ZVT-PWM电路波形相比,改进型Boost ZVT-PWM电路的开关损耗明显减小,电感电流应力由25 A降到6 A,整个系统效率得到提升,实现了开关电源效率优化的目的。

朱子骐[3](2019)在《单相PWM软开关整流技术研究》文中指出随着小型化、重量轻、热消耗少、转换效率高的开关电源以及先进控制理论的不断发展,PWM整流已经成为电能转换的关键技术。但目前的开关器件普遍存在导通电压高,关断电流大的问题,产生的开关损耗和电磁干扰会带来很多不利影响。在单相桥式整流结构中加入谐振回路,作为软开关环节,可以减小开关损耗,提高传输效率。因此,研究单相PWM软开关整流技术具有重要的意义。本文详细分析了单相PWM软开关整流器系统在不同开关模式下的电流回路和基本原理,将一个开关周期内的零电流转换过程划分为了十个动态过程,利用数学公式详细描述了十个阶段中各关键元件的变化情况,并得到了相应的数学模型和理论分析的波形。为了使网侧输入运行在单位功率因数,研究了双闭环电压电流控制方法。由于传统的过零点检测法存在过零点跳变,系统响应速度慢,对电压幅值频率波动较为敏感的问题,重点研究了基于虚拟两相(SOGI-SPLL)的单相锁相环,该算法在传统的PLL算法基础上,通过将单相网侧信号经虚拟两相算法处理的方式输出两相垂直的d、q分量,再经过低通滤波器和压控振荡器的处理即可得到与网侧信号同步的参考正弦。研究了单相PWM软开关整流器的驱动波形的生成方法,由于主开关管的占空比呈正弦特性分布,为了提高主开关管和辅助开关管配合动作的准确性,设计了可随网侧信号进行补偿的PWM驱动模块,仿真结果表明,经过补偿模块调节的驱动脉冲可以使辅助管占空比的分布更加合理,使软开关的效果更加良好。研究了电网电压前馈补偿的控制方法,用来抵抗输入电网电压的扰动带来的影响,提高了PI控制器的响应速度。根据以上理论分析设计的参数和得出的结论,利用PSIM仿真环境对PWM软开关整流电路、驱动波形的设计方法以及双闭环电压电流控制系统进行仿真研究,并设计搭建以DSP控制芯片TMS320F28035为核心的实验平台,仿真和测试了谐振电压电流波形,仿真和实验结果一致,设计方法的正确性和研究理论的可行性得到了验证。

向桂成[4](2019)在《三电平NPC逆变器ZVT-PWM软开关技术研究》文中认为两电平逆变器结构简单,使用功率器件少,在低压及小功率场合应用广泛。但在光伏逆变系统应用中,直流母线电压较高,对逆变器性能要求严格,两电平逆变器结构逐渐被二电平逆变器结构所代替。三电平中点钳位型(Neutral Point Clamped,NPC)逆变器输出电压质量较高,开关管电压应力小,产生电磁噪声低,在中高压电机驱动、微电网建设、光伏并网及各种逆变电源系统等方面具有非常广泛的应用前景,也是光伏发电系统发展的主要方向之一。三电平NPC逆变器工作时,桥臂内侧开关管几乎没有开关损耗,但桥臂外侧开关管开关损耗和钳位二极管反向恢复损耗较高。针对此问题,本文提出一种用于三电平NPC逆变器的零电压转换(Zero Voltage Transition,ZVT)PWM软开关技术,所提方案电路控制方法简单,适用于空间矢量脉宽调制(SVPWM)等调制方法,每相只需额外增加两个辅助开关管,实现了主开关管的零电压开通与钳位二极管的自然关断,同时降低了主开关管的关断损耗。本文深入分析了SVPWM调制方法与ZVT-PWM软开关三电平NPC逆变器的换流过程,计算给出了软开关谐振电路参数的设计方法,并通过PLECS仿真对逆变器的开关损耗和换流过程进行了模拟与验证。最后,搭建了一台1kW的三电平NPC逆变器实验平台,样机采用SVPWM调制方法。实验对比了硬开关运行状态与软开关运行状态,结果验证了所提软开关策略能适用于SVPWM等调制方法,并且相对于硬开关运行提高了逆变器工作效率。

金铭[5](2019)在《基于模糊控制的单相非隔离多路光伏并网发电系统效率优化》文中指出随着光伏发电技术的发展,对系统转换效率和能量密度的要求越来越高,但城市用地日渐短缺、光电系统高成本低效率等现实问题使得现有光伏系统无法适应城市能源发展的新趋势。因此,研究适用于光伏建筑一体化的效率优化方法是光伏发电的重要方向。本文以提高两级式光伏系统效率为目标,从减小最大功率跟踪过程的振荡和降低开关损耗方面深入研究。确定了光伏阵列的等效模型,基于非线性输出特性比较分析了传统最大功率跟踪方法的原理和优缺点,选择了扰动观察与模糊逻辑结合实现最大功率点跟踪并加入了步长函数优化跟踪效率;根据应用输入输出指标,设计了Boost主要参数,并通过仿真对比实现了前级系统优化设计。漏电流是非隔离系统不可避免的问题,以H型逆变拓扑为原型剖析了原因和抑制方法,比较了不同调制技术和电路结构的抑制能力和效率水平,最终采用了具有较好抑制能力且效率较高的H6桥逆变器,搭建仿真证明其有效性并提高了系统的安全可靠性。为衡量降低开关损耗对系统效率优化的效果,深入分析并建立了H6桥逆变器的损耗模型以及效率评价体系;并以实现进网功率最大化为目标设计了双路光伏并网系统的启停流程,通过适时启停各路Boost减小了不必要的开关损耗从而提高系统效率;最终仿真证明了损耗模型的正确性和双路启停方案的优化能力。为在源头降低损耗从损耗主要器件Boost入手,分析其软开关辅助电路原理,代入参数仿真降低了器件开断时电压电流交叠面积生成的开关损耗,并将该结构作为实际电路的一部分。基于以上分析,在3kW单路和5kW双路单相非隔离光伏并网系统实验平台上完成了驱动与效率的测试,取得的实验结果表明采用的优化方法与设计方案是切实可行的。

邓雪微[6](2019)在《复杂功率变换器的电路优化和潜电路研究》文中研究指明现如今电力电子技术的发展日新月异,轻量化和高频化已成为电力电子发展的重要方向之一,致使软开关技术在功率变换器中得到很好的应用。软开关技术能有效的提高输出效率,减小高频环境对变换器的干扰。但是,软开关技术也增加了变换器的复杂性,使变换器中出现不被期望的路径即潜电路。潜电路的出现将会影响软开关的工作过程,甚至造成更严重的电路故障。因此,为了实现变换器的软开关工作过程并且避免潜电路的发生,本文对复杂功率变换器进行了潜电路分析和电路结构的优化。本文首先对传统变换器中的潜电路现象进行了介绍,指出了潜电路对传统变换器所造成的影响。因此,为了提高传统Boost变换器的转换效率并减少潜电路的影响,本文在传统Boost变换器中增加了谐振单元并将其命名为Zero Voltage Transition(ZVT)Boost变换器。与传统Boost变换器相比,该变换器实现了所有开关器件的软开关工作过程提高变换器的输出效率,提高了变换器的增益并且减小了潜电路对变换器的影响。本文详细分析了ZVT Boost变换器在一个周期内的工作模态和所有开关器件的软开关工作过程。同时,对ZVT Boost变换器中所存在的潜电路现象进行分析。尽管ZVT Boost变换器可以提高变换器的效率,但变换器的开关管承受的电压应力较大并且潜电路路径复杂,对变换器的安全性造成影响。因此,本文在不增加元器件的前提下,进一步改进ZVT Boost变换器的拓扑结构。与原来的ZVT Boost变换器相比,改进的ZVT Boost变换器降低了开关管承受的最大应力,进一步减少了变换器中的潜电路路径。为了保证改进ZVT Boost变换器软开关的实现,本文详细分析改进ZVT Boost变换器的工作模态并推导出软开关发生的条件。同时,利用图论分析法识别潜电路路径并且推导潜电路的触发条件避免潜电路的发生。结合改进ZVT Boost变换器的理论分析,本文对改进ZVT Boost变换器中的参数进行合理设计保证软开关工作过程的实现和潜电路现象的有效避免。最后,在PSIM软件中搭建仿真模型并制作实验样机,通过对改进ZVT Boost变换器仿真波形和实验波形的分析,验证了改进ZVT Boost变换器避免了潜电路现象的发生并实现所有开关器件的软开关工作过程。

钱伟[7](2019)在《电动汽车电驱动系统高效功率变换与控制研究》文中研究指明世界的能源格局就是全球的竞争格局。乘用车作为重要的能源消费体,其能源使用路径的变更对国家战略有深远影响。车辆技术变革在我国面临机遇和挑战。随着汽车电动化,网络化和集成化的推广,全新控制器被大量应用,诸如多核处理器,FPGA(Field-Programmable Gate Array)等嵌入式系统。此类控制器向上可与智能化对接,向下则能大幅提升功率变换器、混合储能系统、电驱动控制系统以及附件驱动系统的控制品质;另一方面,采用新型开关器件和新型软开关结构可进一步提高功率变换器效率和功率密度,因此成为该领域的研究重点。它们组成了电动智能汽车重要的技术部分。基于此,本文主要研究内容包括以下几个方面:(1)面对电动汽车的功率密度提升和宽负载高效率的技术要求,本研究设计了基于耦合电感实现的零电压软开关拓扑,并应用于非隔离型升压(Boost)直流变换器;文章分析了电路的工作原理,详述软开关边界实现条件和谐振环流优化的方法;并且研制原型机进行实验验证。在此基础上本研究将变换器拓展为高度磁集成、可以有效限制电流电压应力、漏感电流可以补偿负载的拓扑。另一方面衍生设计了既可以优化谐振环流及应力,辅助回路相对独立,所有开关器件实现软开关的双向直流变换器。(2)针对两电平直流变换器开关器件耐压严重的问题,结合新一代氮化镓器件特性,研究者设计了新型三电平直流变换器和对应的双环控制策略。分析和实验均证实:可有效减小器件的耐压等级和dv/dt,并明显降低功耗和发热,提高效率。(3)碳化硅作为新一代器件应用于高频逆变器,会带来共模电流严重化的问题。本文从理论层面分析其成因,提出了一种基于FPGA的抑制共模电流的新算法,并通过实验验证了算法的有效性。同时,利用FPGA芯片特有的并行处理和时序控制,设计了多组逆变器的分时复用控制算法,既保证了逆变器控制的实时性和良好的动态响应,也节省了大量的芯片资源。

奚文霞[8](2018)在《软开关技术在光伏系统中的应用与研究》文中研究说明随着环境污染和能源短缺问题日益突出,我国乃至全世界迫切希望找到一种新能源来代替传统能源。太阳能光伏发电技术有着清洁无污染、可再生、存储量大等优势在全球能源领域中脱颖而出,引领着新能源的发展方向。光伏电池板输出电压较低,一般情况下,其输出需经DC-DC升压变换器和DC-AC逆变器两级能量变换来实现与公网或负载的连接。传统光伏系统均在硬开关条件下完成升压和逆变,而随着开关频率的增加,开关损耗对系统效率的影响达到不可忽略的程度。软开关技术针对这一问题提供了很好的解决方案。软开关技术在理想条件下可以达到零开关损耗的效果,从而增加光伏系统的发电效率。本文以两级式光伏系统为应用对象,重点针对软开关技术进行了深入研究。论文首先对软开关技术的原理和应用进行了介绍,并详细讨论了软开关的拓扑结构和分类。通过分析比对典型软开关主电路拓扑结构,提出了并联谐振型高升压比光伏并网系统技术方案,并进行了电路原理和参数设计,设计实现了前级DC-DC软开关升压和后级DC-AC逆变并网。其次,为实现DC-AC环节的软开关,论文对谐振直流环节逆变器技术开展了研究,提出了一种拓扑结构简单的谐振直流环节逆变器技术方案,并进行了原理和电路参数设计,采用串联谐振技术设计实现了DC-AC环节的软开关。另外,文中还对SVPWM调制算法进行了研究,并将简化SVPWM调制算法成功应用于谐振直流环节软开关逆变器。本文使用Matlab/Simulink仿真工具分别搭建了并联谐振型高升压比光伏并网系统、谐振直流环节逆变器以及SVPWM算法和简化后的仿真模型,并进行了多种典型工况的仿真实验。仿真实验结果表明,本文提出的两种新型拓扑结构是正确、可行的,均可以实现软开关的稳定工作,文中提出的简化SVPWM算法可实现传统算法的效果,达到了预期的设计目的。

张盟[9](2016)在《基于软开关技术交错并联功率因数校正电路研究与设计》文中提出随着AC-DC变换器在电力电子设备中得到广泛应用,谐波污染问题愈发引起人们的重视。为减小谐波对电网的污染,许多国家制定了输入电流谐波抑制的标准,以保证电网的安全运行。其中,输入功率因数成为衡量电气设备性能的关键指数。功率因数校正技术(Power Factor Correction,PFC)是消除电力电子设备谐波污染、提高功率因数的有效方法。功率级的提升使得传统功率因数校正变换器的使用受到限制,而将交错并联技术引入功率因数校正电路中,能够有效降低功率器件电流电压应力。同时,开关电源等电力电子设备朝着高频化、小型化方向发展,开关频率不断提高,导致开关损耗不断加剧。为此,本文采用软开关技术作为解决开关损耗的一种有效途径。首先,本文综述了国内外功率因数校正技术研究发展现状,简要分析了无源与有源功率因数校正的优缺点,并详细介绍了有源功率因数校正的基本原理和控制方法;其次,通过对几种软开关技术的基本工作原理和常用的零点流、零电压转换电路工作原理详细分析,本文发现传统的零电压转换电路存在不足之处,并提出一种改进型的零电压转换方案。在该方案中,通过谐振网络可以使主开关、辅助开关管和二极管等元件实现软开关工作,降低了开关损耗以及二极管的反向恢复损耗,提高电路的电磁兼容能力;针对功率元器件电压电流应力较大的问题,该方案引入了交错并联技术,有效降低电感和主二极管的电流应力;最后,以Boost变换器作为主电路拓扑,结合改进型零电压转换电路和交错并联技术,控制电路选用基于平均电流模式的UC3854控制器,采用移相驱动方式驱动交错并联电路,分别产生两路Boost电路主、辅开关的驱动信号,本文研究设计了一种交错并联零电压转换BoostPFC电路,计算出主电路控制电路以及谐振元器件的参数设置。本文采用PSIM软件对电路进行仿真分析,通过与现有的有源功率因数校正方案的对比,进一步改善和优化设计方案。本研究对仿真电路进行了性能测试,得到测试结果。根据测试波形结果及数据,验证了本文设计的电路很好地达到设计要求。

胡玮[10](2016)在《半无桥Boost PFC变换器及其有源软开关技术研究》文中指出有源功率因数校正(APFC)技术在降低电网谐波污染、提高电源利用率方面发挥着关键的作用。无桥Boost PFC变换器作为APFC技术的重要拓扑大幅降低了导通损耗,然而其固有的高共模干扰给它在工业界的应用带来很大的局限性。在众多的无桥Boost PFC变换器改进拓扑中,半无桥Boost PFC变换器具有低导通损耗、低共模干扰和适合工作于电感电流连续模式(CCM)的优势,有着重要的研究价值。本论文针对半无桥Boost PFC变换器拓扑及其有源软开关技术展开系统研究,主要内容如下:本文首先分析了半无桥Boost PFC变换器电感电流流向,给出了一种基于平均电流控制方式的半无桥Boost PFC变换器的设计方案。针对其电感电流采样困难、控制电路设计复杂的固有缺陷,本文提出了一种改进型半无桥Boost PFC变换器,大幅简化了电感电流采样策略的设计。本文分析了输入电压对各开关器件占空比的影响,推导出在任一工频周期内各开关器件的电流值并进行功率损耗对比分析,证明了该变换器在优化控制电路设计的同时基本维持了效率不变。最后通过不同工况条件下的仿真与实验验证了该变换器设计方案的可行性和损耗分析的正确性。零电压转换(ZVT)技术是有源软开关技术的研究热点,而如何减小辅助开关管的开关损耗是提高ZVT半无桥Boost PFC变换器效率的关键。本文研究了在ZVT Boost DC-DC变换器拓扑中辅助开关管软关断的实现方法,将一种谐振及能量回馈电路的设计思路引入到有源辅助谐振支路设计中,提出了一种可实现辅助开关管软开关的ZVT半无桥Boost PFC变换器,大幅减小了辅助开关管的开关损耗。与此同时,变换器还实现了主开关管的零电压开关(ZVS)和升压二极管的自然开关,谐振能量也都被馈入到负载中。本文分析了输入电压和负载条件对变换器软开关实现的影响,推导出该变换器实现所有开关器件软开关运行的约束条件。在此基础上给出有源辅助谐振支路参数设计并通过不同工况条件下的仿真与实验验证了该变换器设计方案的可行性和理论分析的正确性。辅助开关管实现ZCS关断时关断特性好于软关断,其关断损耗理论上可降为零。本文研究了在ZVT Boost变换器拓扑中辅助开关管ZCS关断的实现方法,将一种等效受控恒压源的设计思路改进其激磁能量释放回路后引入到有源辅助谐振支路设计中,提出两种可实现辅助开关管准ZCS的ZVT半无桥Boost PFC变换器,进一步减小了辅助开关管的开关损耗。与此同时,变换器同样实现了主开关管的ZVS和升压二极管的自然开关。本文推导出该变换器实现软开关运行的约束条件与范围,给出了不同工况条件下的仿真与实验验证。针对上个变换器仅实现了辅助开关管的准ZCS关断,而且自耦变压器的激磁能量全部在变换器中消耗掉的缺点,本文研究了进一步减小辅助开关管关断损耗的方法并对设计思路进行了扩展,提出了采用LCD箝位网络实现辅助开关管完全ZCS关断和自耦变压器激磁能量回馈的设计原理,进而推导出两种可实现辅助开关管ZCS的ZVT半无桥Boost PFC变换器,其辅助开关管开关损耗达到最小。与此同时,该变换器还实现了上个变换器的全部软开关功能,并将绝大部分激磁能量和漏感能量馈入到负载中。本文推导出该变换器在任一开关周期内辅助开关管ZCS关断的实现条件与范围以及回馈到负载中的激磁能量值,给出了相关仿真与实验验证。该变换器相较于上个变换器能进一步提升效率。

二、ZVT PWM软开关功率变换器的改进及仿真分析(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、ZVT PWM软开关功率变换器的改进及仿真分析(论文提纲范文)

(1)超级电容储能的太阳能LED路灯充电系统研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题研究的背景及意义
    1.2 国内外研究与发展现状
        1.2.1 太阳能LED路灯系统的研究现状
        1.2.2 超级电容储能技术研究现状
    1.3 论文主要研究内容
第二章 太阳能LED路灯充电系统组成
    2.1 太阳能LED路灯充电系统整体架构
    2.2 太阳能电池原理及特性
    2.3 能量型超级电容原理及特性
    2.4 太阳能LED路灯充电系统的作用
第三章 基于ZVT-Buck拓扑的充电电路研究
    3.1 电路拓扑与工作原理分析
    3.2 电路特性分析
    3.3 电路仿真结果及分析
    3.4 本章小结
第四章 太阳能LED路灯双模式充电控制策略研究
    4.1 普通光照模式
        4.1.1 普通光照模式原理
        4.1.2 普通光照模式仿真结果及分析
    4.2 弱光照模式
        4.2.1 弱光照模式电路工作模态
        4.2.2 弱光照模式充电控制
    4.3 模式判断与切换
        4.3.1 普通光照模式向弱光照模式切换
        4.3.2 弱光照模式向普通光照模式切换
    4.4 本章小结
第五章 太阳能LED路灯多模式充电控制策略研究
    5.1 限功率模式
        5.1.1 限功率模式原理
        5.1.2 限功率模式仿真结果及分析
    5.2 模式判断与切换
        5.3.1 参数判断与区间划分
        5.3.2 模式判断
        5.3.3 模式切换
    5.3 本章小结
第六章 太阳能LED路灯充电系统的设计与试验验证
    6.1 充电系统整体结构
    6.2 ZVT-Buck电路参数设计与器件选择
        6.2.1 电路开关管的选择
        6.2.2 电路二极管的选择
        6.2.3 辅助回路器件参数设计
        6.2.4 滤波电路参数设计
        6.2.5 超级电容设计
        6.2.6 ZVT-Buck电路原理图
    6.3 单片机模块电路设计
    6.4 采样电路设计
    6.5 MOSFET驱动电路设计
    6.6 电源设计
        6.6.1 +12V电源
        6.6.2 +5V电源
    6.7 软件设计
        6.7.1 主程序设计
        6.7.2 A/D数据采集子程序设计
        6.7.3 PWM生成子程序设计
        6.7.4 模式判断选择子程序设计
        6.7.5 电路保护
    6.8 系统试验样机及试验结果分析
        6.8.1 ZVT-Buck电路
        6.8.2 多模式控制策略
    6.9 本章小结
第七章 总结与展望
    7.1 论文研究内容总结
    7.2 未来展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间科研成果

(2)升压型零电压转换PWM电路研究与仿真(论文提纲范文)

0 引 言
1 软开关和硬开关
    1.1 软开关和硬开关过程
    1.2 传统的升压型硬开关电路
2 零转换PWM电路
    2.1 普通型ZVT-PWM变换器
    2.2 改进型Boost ZVT-PWM电路
3 仿真研究
    3.1 基本Boost电路仿真分析
    3.2 普通型Boost ZVT-PWM电路仿真分析
    3.3 改进型Boost ZVT-PWM电路仿真分析
    3.4 三种仿真结果分析
    3.5 两开关管相位差的研究
4 结 论

(3)单相PWM软开关整流技术研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
1 绪论
    1.1 课题研究的背景及意义
    1.2 软开关技术的国内外研究现状
        1.2.1 零电压型软开关(ZVT)研究现状
        1.2.2 零电流型软开关(ZCT)研究现状
    1.3 本论文的主要工作
2 单相PWM整流器和软开关整流器的工作原理
    2.1 单相PWM整流器
    2.2 单相PWM软开关整流器
        2.2.1 单相PWM软开关整流器的拓扑结构
        2.2.2 ZCT软开关零电流开通过程
        2.2.3 ZCT软开关零电流关断过程
    2.3 谐振支路的参数设计
    2.4 本章小节
3 单相ZCT-PWM整流系统的控制策略
    3.1 单相ZCT-PWM整流系统控制框图
    3.2 基于SOGI的单相锁相环
    3.3 瞬时直接电流控制
        3.3.1 电流内环设计
        3.3.2 电压外环设计
    3.4 本章小结
4 单相PWM软开关整流器系统仿真
    4.1 PSIM仿真软件介绍
    4.2 单相软开关整流器的仿真建模
        4.2.1 单相PWM软开关整流器单桥臂仿真
        4.2.2 单相ZCT-PWM整流器仿真
        4.2.3 PWM调制仿真模型
        4.2.4 直接电流结合前馈补偿仿真模型
        4.2.5 辅助开关管驱动补偿仿真模型
    4.3 系统仿真结果及分析
        4.3.0 辅助开关管驱动模块补偿仿真
        4.3.1 驱动波形输出仿真
        4.3.2 ZCT-PWM的仿真波形
        4.3.3 控制策略仿真分析
        4.3.4 系统功率因数和效率分析
    4.4 本章小结
5 单相PWM软开关整流器的硬件电路设计
    5.1 交流侧电感的参数设计
    5.2 直流侧电容的设计
    5.3 控制芯片选择
    5.4 保护电路设计
    5.5 采样电路设计
    5.6 功率开关管的选型
    5.7 单相软开关PWM整流器的功率主电路设计
    5.8 驱动电路设计
    5.9 本章小结
6 单相PWM软开关整流器的实现
    6.1 系统软件设计
        6.1.1 系统软件的总体结构
        6.1.2 PWM中断程序设计
    6.2 实验结果分析
        6.2.1 实验平台介绍
        6.2.2 单相锁相环实验结果
        6.2.3 PWM驱动实验结果
        6.2.4 系统整流实验结果
        6.2.5 软开关整流实验结果
7 总结与展望
    7.1 论文总结
    7.2 后续研究工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间的研究成果

(4)三电平NPC逆变器ZVT-PWM软开关技术研究(论文提纲范文)

致谢
中文摘要
ABSTRACT
1 引言
    1.1 研究背景及意义
    1.2 光伏并网系统概述
        1.2.1 光伏并网系统的发展现状
        1.2.2 光伏并网逆变器的分类
    1.3 三电平逆变器研究
        1.3.1 三电平逆变器拓扑分类
        1.3.2 三电平逆变器发展现状
    1.4 本课题研究内容
2 三电平NPC逆变器的基本原理
    2.1 三电平NPC逆变器的工作原理
    2.2 三电平NPC逆变器的数学模型
    2.3 空间电压矢量调制策略
        2.3.1 参考电压矢量的区域判断
        2.3.2 矢量作用时间与开关顺序
    2.4 本章小结
3 ZVT-PWM软开关三电平NPC逆变器
    3.1 硬开关三电平NPC逆变器损耗分析
    3.2 软开关三电平NPC逆变器
        3.2.1 ZVT-PWM软开关拓扑结构
        3.2.2 ZVT-PWM软开关换流过程分析
    3.3 ZVT-PWM软开关谐振参数设计
    3.4 本章小结
4 三电平NPC逆变器实验与分析
    4.1 逆变器硬件参数设计
    4.2 逆变器软件设计
        4.2.1 逆变器控制框图
        4.2.2 逆变器关键软件流程
    4.3 逆变器运行实验
        4.3.1 逆变器硬开关并网运行实验
        4.3.2 ZVT-PWM软开关与硬开关特性对比实验
        4.3.3 逆变器软开关并网运行实验
    4.4 本章小结
5 总结与展望
    5.1 工作总结
    5.2 不足与展望
参考文献
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集

(5)基于模糊控制的单相非隔离多路光伏并网发电系统效率优化(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究的背景和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 光伏发电产业的发展
        1.2.2 光伏并网发电系统拓扑的研究
        1.2.3 效率问题的研究
    1.3 主要研究内容
第二章 光伏并网发电系统最大功率跟踪算法的改进
    2.1 引言
    2.2 光伏电池建模
        2.2.1 等效电路
        2.2.2 光伏电池建模
    2.3 最大功率跟踪方法
    2.4 模糊控制法
        2.4.1 模糊化
        2.4.2 模糊推理
        2.4.3 解模糊化
    2.5 基于模糊控制的扰动观察法
        2.5.1 控制原理
        2.5.2 步长函数
    2.6 Boost变换器设计
        2.6.1 小信号分析
        2.6.2 电压环补偿网络设计
        2.6.3 参数设计
    2.7 仿真分析
    2.8 本章小结
第三章 共模漏电流抑制方法的研究
    3.1 引言
    3.2 国家标准
    3.3 共模模型推导
    3.4 共模漏电流的抑制方法
        3.4.1 调制技术对共模电流的影响
        3.4.2 电路拓扑结构对共模电流的抑制
    3.5 H6 桥逆变器共模漏电流的分析
        3.5.1 H6 桥的单极性调制方法一
        3.5.2 H6 桥的单极性调制方法二
    3.6 仿真分析
    3.7 本章小结
第四章 逆变器损耗模型与效率体系的建立
    4.1 引言
    4.2 器件损耗模型
    4.3 逆变器损耗模型与效率评价体系
        4.3.1 H桥逆变器单臂损耗建模
        4.3.2 H6 桥逆变器损耗建模
        4.3.3 效率评价体系
    4.4 仿真分析
    4.5 本章小结
第五章 双路光伏并网系统高效启停方案的设计
    5.1 引言
    5.2 双路光伏并网系统拓扑
    5.3 最优的最大功率点
        5.3.1 最优MPP的分析与确定
        5.3.2 最优MPP点的跟踪
    5.4 双路启停方式的优化设计
        5.4.1 多路启停方式的设计
        5.4.2 双路启停的控制
    5.5 仿真分析
    5.6 本章小结
第六章 辅助软开关拓扑的分析与研究
    6.1 引言
    6.2 原理分析
    6.3 参数设计
        6.3.1 辅助电路参数
        6.3.2 主辅开关的驱动间隔
    6.4 仿真分析
    6.5 本章小结
第七章 系统设计与实验结果分析
    7.1 引言
    7.2 系统的设计
        7.2.1 硬件设计
        7.2.2 软件设计
    7.3 实验结果与分析
    7.4 本章小结
第八章 总结与展望
    8.1 总结
    8.2 展望
致谢
参考文献
作者简介

(6)复杂功率变换器的电路优化和潜电路研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 选题背景
    1.2 潜电路研究发展
        1.2.1 潜电路现象及潜电路分析技术
        1.2.2 电力电子系统中潜电路的研究与发展
    1.3 本课题研究的意义
    1.4 论文主要内容与安排
    1.5 本章小结
第二章 潜电路的理论分析和研究方法
    2.1 潜电路的基本概念
    2.2 传统变换器中潜电路的现象
        2.2.1 DCM boost变换器中的潜电路现象
        2.2.2 DCM buck变换器中的潜电路现象
    2.3 潜电路的研究方法
    2.4 本章小结
第三章 Boost变换器的软开关实现和潜电路分析
    3.1 软开关技术的简介
    3.2 ZVT Boost变换器的研究
        3.2.1 变换器的拓扑结构
        3.2.2 变换器的状态分析
        3.2.3 变换器的仿真分析
    3.3 ZVT Boost变换器中的潜电路现象
        3.3.1 含寄生参数的变换器拓扑模型
        3.3.2 潜电路的工作模态分析
    3.4 本章小结
第四章 改进ZVT Boost变换器的结构优化和潜电路研究
    4.1 改进ZVT Boost变换器的理论分析
        4.1.1 ZVT Boost变换器存在的不足
        4.1.2 ZVT Boost变换器拓扑结构的优化
        4.1.3 改进ZVT Boost变换器的状态分析
    4.2 改进ZVT Boost变换器的潜电路图论分析及其发生条件
        4.2.1 改进ZVT Boost变换器的潜电路图论分析
        4.2.2 改进ZVT Boost变换器的潜电路发生条件
    4.3 本章小结
第五章 改进ZVT Boost变换器的参数设计和验证
    5.1 改进ZVT Boost变换器参数的设计
    5.2 改进ZVT Boost变换器的仿真分析
    5.3 改进ZVT Boost变换器的实验分析
    5.4 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读学位期间发表的论文
致谢

(7)电动汽车电驱动系统高效功率变换与控制研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 新能源汽车发展现状与趋势
        1.2.1 新能源汽车发展现状
        1.2.2 电动汽车发展趋势
    1.3 电驱动系统在电动汽车的应用
    1.4 混合储能系统在电动汽车的应用
    1.5 功率变换器
        1.5.1 直流变换器
        1.5.2 软开关技术
        1.5.3 逆变器及其控制
    1.6 新型半导体器件与控制单元简介
        1.6.1 新型功率器件
        1.6.2 控制单元
    1.7 课题研究的意义和研究内容
        1.7.1 课题研究的关键问题及其意义
        1.7.2 研究内容简述
第二章 可优化型软开关单向直流功率变换技术研究
    2.1 前言
    2.2 变换器拓扑的结构与原理
    2.3 软开关耦合电感的优化配置
    2.4 实验及测试结果
    2.5 本章小结
第三章 磁集成型软开关单向直流功率变换技术研究
    3.1 前言
    3.2 新型零电压软开关直流变换器设计分析
        3.2.1 电路拓扑设计与运行模态分析
        3.2.2 原型机参数设计与分析
    3.3 实验结果分析
        3.3.1 软开关实验波形分析
        3.3.2 单向直流变换器在电动汽车中应用的实验测试
        3.3.3 实验效率分析
    3.4 本章小结
第四章 衍生型软开关双向直流功率变换技术研究
    4.1 前言
    4.2 直流变换器高效新型软开关衍生拓扑
        4.2.1 升压(Boost)工作模式分析
        4.2.2 降压(Buck)工作模式
    4.3 变换器的参数分析、拓扑设计与损耗分布
        4.3.1 .主开关ZVZCT开启条件和ZVS关断条件
        4.3.2 耦合电感对软开关实现的影响
    4.4 实验结果分析
        4.4.1 .实验原型设计以及测试波形
        4.4.2 双向直流变换器在电动汽车中应用的实验测试
        4.4.3 变换器损耗分布
    4.5 本章小结
第五章 融合GaN特性的新型功率变换器研究
    5.1 前言
    5.2 基于GaN器件的直流变换器衍生
        5.2.1 新型元器件与衍生拓扑的适配性分析
        5.2.2 使用反并联二极管的可能性
        5.2.3 死区时间优化
        5.2.4 设计硬件与变换器原型
    5.3 变换器运行模态分析和基于FPGA的模态控制策略
    5.4 实验原型设计以及实验结果分析
        5.4.1 实验结果分析
        5.4.2 .SiC与 GaN效率比较
    5.5 本章小结
第六章 融合SiC特性的逆变器控制研究
    6.1 前言
    6.2 新器件功率逆变器及其控制
        6.2.1 SiC在高效电驱动中的应用分析
        6.2.2 SiC器件与逆变器损耗估计
        6.2.3 基于Si C逆变器的死区优势
        6.2.4 共模电流与开关频率的相关性分析及其抑制策略
    6.3 基于FPGA改进的逆变器共模电流抑制
    6.4 实验结果分析
    6.5 本章小结
第七章 基于FPGA的双逆变器时分复用控制研究
    7.1 前言
    7.2 双逆变器分时复用算法
        7.2.1 算法设计
        7.2.2 实验结果与分析
    7.3 本章小结
第八章 全文总结
    8.1 相关研究工作和主要结论
    8.2 研究工作的创新点
    8.3 研究展望
参考文献
致谢
攻读博士学位期间发表或录用的论文和专利

(8)软开关技术在光伏系统中的应用与研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 软开关技术的发展
    1.3 本文主要研究内容和章节安排
第二章 软开关技术原理及其应用
    2.1 软开关技术工作原理
        2.1.1 硬开关工作原理及特性
        2.1.2 软开关工作原理及特性
        2.1.3 软开关电路基本结构
    2.2 软开关直流变换器的分类
    2.3 软开关逆变器的分类
        2.3.1 谐振负载逆变器
        2.3.2 谐振过渡逆变器
        2.3.3 谐振环节逆变器
    2.4 软开关技术在光伏系统中的应用研究
第三章 并联谐振型高升压比光伏并网系统设计及仿真
    3.1 并联谐振型高升压比光伏并网系统拓扑结构
    3.2 并联谐振型高升压比光伏并网系统工作原理
        3.2.1 并联谐振型高升压比光伏并网系统设计原理
        3.2.2 并联谐振型高升压比光伏并网系统的控制
    3.3 系统参数设计
    3.4 电路仿真验证与分析
        3.4.1 电路仿真模型搭建
        3.4.2 并联谐振升压验证
        3.4.3 系统并网验证
        3.4.4 结论
第四章 谐振直流环节逆变器设计及调制方法
    4.1 谐振直流环节逆变器拓扑结构
    4.2 谐振直流环节逆变器软开关工作原理及效率
        4.2.1 单相等效电路
        4.2.2 工作原理分析
        4.2.3 效率分析
    4.3 电路参数设计
        4.3.1 辅助开关管控制设计
        4.3.2 谐振电感电容设计
        4.3.3 参数计算
    4.4 SVPWM调制策略算法设计
        4.4.1 传统SVPWM算法
        4.4.2 SVPWM简化算法
    4.5 仿真模型搭建
        4.5.1 逆变器仿真模型搭建
        4.5.2 SVPWM算法模型建立
    4.6 仿真验证与分析
        4.6.1 传统SVPWM算法逆变器的仿真实现
        4.6.2 SVPWM简化算法逆变器的仿真实现
        4.6.3 结论
第五章 总结与展望
参考文献
攻读硕士学位期间所取得的相关科研成果
致谢

(9)基于软开关技术交错并联功率因数校正电路研究与设计(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题研究的背景及意义
    1.2 国内外研究现状与分析
    1.3 本课题的研究内容
    1.4 本章小结
第二章 功率因数校正基本原理
    2.1 功率因数定义
    2.2 功率因数校正方法
    2.3 APFC主电路拓扑结构
        2.3.1 Buck变换器
        2.3.2 Boost变换器
        2.3.3 Buck-Boost变换器
    2.4 PFC控制策略
        2.4.1 连续导电模式(CCM)
        2.4.2 不连续导电模式(DCM)
    2.5 本章小结
第三章 传统软开关电路
    3.1 软开关技术基本原理
    3.2 软开关电路的分类
        3.2.1 准谐振电路
        3.2.2 零开关PWM电路
        3.2.3 零转换PWM电路
    3.3 本章小结
第四章 改进型ZVT-PWM交错并联电路设计
    4.1 交错并联Boost PFC电路
    4.2 改进型ZVT-PWM Boost PFC电路
    4.3 ZVT-PWM交错并联Boost PFC变换器主电路拓扑
    4.4 主电路设计
        4.4.1 输入电感
        4.4.2 输出电容
        4.4.3 输入整流桥
        4.4.4 功率MOSFET
        4.4.5 升压二极管
    4.5 控制回路设计
        4.5.1 控制芯片的选择
        4.5.2 检测电阻
        4.5.3 限制电路峰值电流
        4.5.4 乘法器设置
        4.5.5 振荡器设计
        4.5.6 反馈补偿网络
    4.6 交错控制电路设计
        4.6.1 交错控制原理
        4.6.2 交错控制电路设计
    4.7 软开关控制电路设计
        4.7.1 软开关控制原理
        4.7.2 软开关控制电路设计
    4.8 驱动电路设计
    4.9 本章小结
第五章 电路仿真测试
    5.1 仿真结果及分析
    5.2 本章小结
总结与展望
参考文献
攻读学位期间发表的论文
致谢

(10)半无桥Boost PFC变换器及其有源软开关技术研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 有源功率因数校正技术的发展概况
    1.2 单相Boost PFC变换器拓扑的发展方向
    1.3 无桥Boost PFC变换器拓扑的关键技术
    1.4 软开关Boost变换器拓扑的研究现状
    1.5 本文的研究意义及内容
2 改进型半无桥Boost PFC变换器研究
    2.1 半无桥Boost PFC变换器
    2.2 改进型半无桥Boost PFC变换器
    2.3 变换器损耗分析与比较
    2.4 仿真与实验验证
    2.5 本章小结
3 可实现辅助开关管软开关的ZVT半无桥Boost PFC变换器
    3.1 辅助开关管软关断实现方法的分析与比较
    3.2 有源辅助谐振支路设计与变换器推导
    3.3 变换器工作模态分析
    3.4 不同工况条件下工作原理的讨论
    3.5 有源辅助谐振支路参数与控制策略设计
    3.6 仿真研究与实验验证
    3.7 本章小结
4 可实现辅助开关管准ZCS的ZVT半无桥BoostPFC变换器
    4.1 辅助开关管ZCS关断实现方法的分析与比较
    4.2 有源辅助谐振支路设计与变换器推导
    4.3 变换器工作模态分析
    4.4 不同工况条件下工作原理的讨论
    4.5 有源辅助谐振支路参数与控制策略设计
    4.6 仿真研究与实验验证
    4.7 本章小结
5 可实现辅助开关管ZCS的ZVT半无桥BoostPFC变换器
    5.1 进一步减小辅助开关管关断损耗方法的回顾
    5.2 辅助开关管完全ZCS关断的实现与自耦变压器激磁能量的回馈
    5.3 变换器工作模态分析
    5.4 不同工况条件下工作原理的讨论
    5.5 有源辅助谐振支路参数与控制策略设计
    5.6 仿真研究与实验验证
    5.7 本章小结
6 全文总结与工作展望
    6.1 全文总结
    6.2 工作展望
致谢
参考文献
在学期间的研究成果及发表的学术论文

四、ZVT PWM软开关功率变换器的改进及仿真分析(论文参考文献)

  • [1]超级电容储能的太阳能LED路灯充电系统研究[D]. 张强. 江苏大学, 2020(02)
  • [2]升压型零电压转换PWM电路研究与仿真[J]. 周美兰,黄锋涛. 黑龙江大学自然科学学报, 2019(04)
  • [3]单相PWM软开关整流技术研究[D]. 朱子骐. 西安科技大学, 2019(01)
  • [4]三电平NPC逆变器ZVT-PWM软开关技术研究[D]. 向桂成. 北京交通大学, 2019(01)
  • [5]基于模糊控制的单相非隔离多路光伏并网发电系统效率优化[D]. 金铭. 东南大学, 2019(06)
  • [6]复杂功率变换器的电路优化和潜电路研究[D]. 邓雪微. 广东工业大学, 2019(02)
  • [7]电动汽车电驱动系统高效功率变换与控制研究[D]. 钱伟. 上海交通大学, 2019(06)
  • [8]软开关技术在光伏系统中的应用与研究[D]. 奚文霞. 河北工业大学, 2018(07)
  • [9]基于软开关技术交错并联功率因数校正电路研究与设计[D]. 张盟. 广东工业大学, 2016(11)
  • [10]半无桥Boost PFC变换器及其有源软开关技术研究[D]. 胡玮. 华中科技大学, 2016(01)

标签:;  ;  ;  ;  ;  

ZVT PWM软开关功率变换器的改进与仿真分析
下载Doc文档

猜你喜欢