双降压式半桥逆变器及输出并联型组合变换器研究

论文摘要

研究了双降压式半桥逆变器及以双降压式半桥逆变器为代表的输出并联组合变换器。输出并联组合变换器采用两个基本单向直-直变换器在输出侧并联得到,可四象限运行,为逆变和交流电压变换提供了一条高效简洁的新途径。全文主要内容如下:对采用两个基本直-直变换器构建组合逆变器的一般方式、指导原则和工作原理进行了系统的归纳、总结和引申;提出了参照双降压式半桥逆变器思想构建的输出并联组合逆变器各拓扑;对其中的代表电路:双升压式半桥逆变器、双升降式半桥逆变器和输出并联反激逆变器进行了分析和验证;并将本文输出并联组合逆变器的特点和应用场合同输出串联组合逆变器进行了比较。双降压式半桥逆变器作为一种高效可靠的逆变拓扑,是输出并联组合逆变器的代表和源起。本文对其运行方式、损耗分析、参数设计、控制方案、建模分析、应用拓展等各方面进行了详细研究;双降压式半桥逆变器的深入研究对分析输出并联组合变换器其它拓扑具有借鉴和指导作用。传统多电平变换器均采用桥式电路为基本拓扑,采用以双降压式半桥逆变器为代表的输出并联组合拓扑构建或演化得到的多电平逆变器,具有无桥臂直通、可靠性高、高效、电路相对简洁等特点。本文提出了构建多电平双降压半桥逆变器的一般方法;在此基础上提出了多种多电平双降压半桥逆变器拓扑;对它们的特点和应用场合进行了分析和综合比较;多电平技术的引入也是对双降压式半桥逆变器本身的改进和在高压场合应用的拓展。输出并联组合变换器包含多个磁件。本文研究了用于输出并联组合变换器的磁集成技术:提出了几种磁集成输出并联组合逆变器拓扑并进行了分析比较;指出了电感直接耦合可能带来的环流问题和解决方法;讨论了如何采用耦合电感解决三电平双降压式半桥逆变器的换流问题并简化其电路。输出并联组合变换器的磁集成技术研究散见于本文各章。本文最后研究了输出并联组合变换器在交流电压变换场合的应用:系统提出了输出并联组合方式构建的各种非隔离型和隔离型交流斩波器拓扑;研究了它们的工作方式和电路特点;给出了仿真或实验验证;并将本文输出并联交流斩波器同输出串联构建交流斩波器进行了比较。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 逆变技术概述
• 1.2 逆变器技术回顾及主要拓扑
• 1.2.1 低频环节逆变器
• 1.2.2 高频环节逆变器
• 1.3 直-直变换器组合式逆变器
• 1.4 本文主要内容
• 第二章 输出并联组合逆变器
• 2.1 输出串联组合逆变器
• 2.2 输出并联组合逆变器
• 2.3 双降压式半桥逆变器拓扑研究
• 2.4 双升降压式半桥逆变器拓扑研究
• 2.5 双升压式半桥逆变器拓扑研究
• 2.6 输出并联组合反激式逆变器
• 2.7 磁集成双降压式半桥逆变器
• 2.8 考虑延时的逆变器滞环电流控制方案分析
• 2.9 滞环电流控制逆变器与SPWM 控制逆变器建模分析
• 2.10 变环宽恒频滞环电流控制方案研究
• 2.11 双降压式半桥逆变器损耗分析
• 2.12 本章小结与创新点
• 第三章 多电平半周工作逆变器
• 3.1 三电平双降压式半桥逆变器
• 3.1.1 三电平双降压式半桥逆变器各拓扑
• 3.1.2 三电平双降压式半桥逆变器滤波器设计
• 3.1.3 三电平双降压式半桥逆变器滤波器实验结果
• 3.2 耦合电感三电平双降压式半桥逆变器
• 3.3 多电平双降压式全桥逆变器
• 3.4 级联型多电平双降压式逆变器
• 3.5 多电平双降压式逆变器综合比较
• 3.6 本章小结和创新点
• 第四章 输出并联组合交流电压变换器
• 4.1 交流斩波调压技术
• 4.1.1 交流斩控系统的一般分析
• 4.1.2 输出串联组合交流斩波器及换流问题
• 4.2 输出并联型组合交流斩波器
• 4.3 双降（升）压式交流斩波器和隔离型双降压式交流斩波器
• 4.3.1 双降（升）压式交流斩波器
• 4.3.2 隔离型双降压式交流斩波器
• 4.4 双升降压式交流斩波器
• 4.5 本章小结和创新点
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间的研究成果和发表的学术论文