上海交通大学学报 ›› 2023, Vol. 57 ›› Issue (7): 878-886.doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2022.102
所属专题: 《上海交通大学学报》2023年“新型电力系统与综合能源”专题
收稿日期:
2022-04-06
修回日期:
2022-05-17
接受日期:
2022-06-17
出版日期:
2023-07-28
发布日期:
2023-07-28
通讯作者:
谢伟
E-mail:csuzhoupeng@163.com
作者简介:
旷永红(1979-),博士,从事大功率变流和谐波控制研究.
基金资助:
KUANG Yonghong1, XIE Wei2(), TIAN Li1, LIN Yuan1, ZHOU Xifeng1
Received:
2022-04-06
Revised:
2022-05-17
Accepted:
2022-06-17
Online:
2023-07-28
Published:
2023-07-28
Contact:
XIE Wei
E-mail:csuzhoupeng@163.com
摘要:
车载逆变器向着小型化、轻量化和高功率密度的趋势发展.针对现有输入电压为DC 110 V 的车载单相逆变器采用Boost电路和全桥逆变两级独立调制而存在效率低、功率密度小等问题,提出了一种Boost电路和全桥逆变两级协同式调制方法.该方法根据输入电压与输出电压绝对值的大小关系使Boost电路和全桥逆变电路处于不同的工作方式,优化绝缘栅双极型晶体管开关状态和二极管通断状态,从而降低逆变器的损耗,提升逆变器效率.同时,该方法能减少全桥逆变电路的输出谐波,从而缩小滤波器件的尺寸,提升逆变器功率密度.设计制作一台2.75 kV·A车载逆变器样机,实验验证了所提方法的正确性和可行性.
中图分类号:
旷永红, 谢伟, 田莉, 林愿, 周细凤. 一种低压输入高压输出的两级式逆变器高效率调制方法[J]. 上海交通大学学报, 2023, 57(7): 878-886.
KUANG Yonghong, XIE Wei, TIAN Li, LIN Yuan, ZHOU Xifeng. A High-Efficiency Modulation Method of Two-Stage Inverter with Low Voltage Input and High Voltage Output[J]. Journal of Shanghai Jiao Tong University, 2023, 57(7): 878-886.
[1] | 刘博如. 基于PLECS的车载SiC单相逆变器损耗研究[J]. 电力电子技术, 2019, 53(8): 118-120. |
LIU Boru. Research on loss of vehicle SiC single-phase inverter based on PLECS[J]. Power Electronics, 2019, 53(8): 118-120. | |
[2] | 张丹, 王杰. 混合供电型不对称多电平逆变器的研究[J]. 上海交通大学学报, 2018, 52(2): 207-213. |
ZHANG Dan, WANG Jie. An asymmetry cascaded multilevel inverter with hybrid power supply[J]. Journal of Shanghai Jiao Tong University, 2018, 52(2): 207-213. | |
[3] | 谢江华, 张方华, 张帅, 等. 基于载波移相控制的高功率密度双降压式全桥逆变器[J]. 电工技术学报, 2016, 31(13): 1-9. |
XIE Jianghua, ZHANG Fanghua, ZHANG Shuai, et al. A high power density dual-buck full-bridge inverter based on carrier phase-shifted control[J]. Transactions of China Electrotechnical Society, 2016, 31(13): 1-9. | |
[4] | 陈丹江, 叶银忠. 三电平逆变器容错拓扑的多载波控制策略[J]. 上海交通大学学报, 2015, 49(6): 907-912. |
CHEN Danjiang, YE Yinzhong. Multi-carrier control strategy for a three-level inverter tolerant topology[J]. Journal of Shanghai Jiao Tong University, 2015, 49(6): 907-912. | |
[5] | 何宁, 李雅文, 杜成瑞, 等. 高功率密度碳化硅MOSFET软开关三相逆变器损耗分析[J]. 电源学报, 2017, 15(6): 1-9. |
HE Ning, LI Yawen, DU Chengrui, et al. Loss analysis of high power density SiC-MOSFET zero-voltage-switching three-phase inverter[J]. Journal of Power Supply, 2017, 15(6): 1-9. | |
[6] | 丰瀚麟, 肖华锋, 谢少军. 反激型电流源光伏并网逆变器的损耗分析与优化设计[J]. 太阳能学报, 2011, 32(6): 814-820. |
FENG Hanlin, XIAO Huafeng, XIE Shaojun. Losses analysis and optimal design of flyback-type current soutce grid-connected pv inverter[J]. Acta Energiae Solaris Sinica, 2011, 32(6): 814-820. | |
[7] | 李宗鉴, 王俊, 余佳俊, 等. SiC JMOS和SiC DMOS在Si/SiC混合器件单相逆变器中的应用研究[J]. 中国电机工程学报, 2019, 39(19): 5674-5682. |
LI Zongjian, WANG Jun, YU Jiajun, et al. Application of SiC JMOS and SiC DMOS in Si/SiC hybrid switch based single-phase inverter[J]. Proceedings of the CSEE, 2019, 39(19): 5674-5682. | |
[8] | 杨勇, 郭小强, 张纯江. 高频SiC单相逆变器调制策略研究[J]. 电力电子技术, 2017, 51(12): 23-25. |
YANG Yong, GUO Xiaoqiang, ZHANG Chunjiang. Modulation strategy for high-frequency SiC single-phase inverter[J]. Power Electronics, 2017, 51(12): 23-25. | |
[9] | 饶沛南, 谢伟, 杨奎, 等. 一种新型低地板车用轻量化高频辅助变流器的研制[J]. 机车电传动, 2017(1): 25-30. |
RAO Peinan, XIE Wei, YANG Kui, et al. Development of a novel high frequency auxiliary converter for low-floor vehicle[J]. Electric Drive for Locomotives, 2017(1): 25-30. | |
[10] | 陈杰, 刁利军, 朱恺, 等. 三相四线制地铁辅助逆变器控制策略研究[J]. 铁道学报, 2012, 34(4): 34-38. |
CHEN Jie, DIAO Lijun, ZHU Kai, et al. Research on control strategy of three-phase four-wire metro auxiliary converter[J]. Journal of the China Railway Society, 2012, 34(4): 34-38. | |
[11] | 李东, 王喜乐, 李岩, 等. 基于全碳化硅的车辆辅助逆变器应用研究[J]. 电力电子技术, 2020, 54(10): 47-49. |
LI Dong, WANG Xile, LI Yan, et al. Application research on car auxiliary inverter based on SiC MOSFET[J]. Power Electronics, 2020, 54(10): 47-49. | |
[12] |
胡光铖, 陈敏, 陈烨楠, 等. 基于SiC MOSFET户用光伏逆变器的效率分析[J]. 电源学报, 2014, 12(6): 53-58.
doi: 10.13234/j.issn.2095-2805.2014.6.53 |
HU Guangcheng, CHEN Min, CHEN Yenan, et al. Efficiency analysis of household PV inverter based on SiC MOSFET[J]. Journal of Power Supply, 2014, 12(6): 53-58.
doi: 10.13234/j.issn.2095-2805.2014.6.53 |
|
[13] |
王强, 李兵, 王天施, 等. 新型单相全桥谐振直流环节逆变器[J]. 电子学报, 2020, 48(12): 2493-2496.
doi: 10.3969/j.issn.0372-2112.2020.12.027 |
WANG Qiang, LI Bing, WANG Tianshi, et al. Novel single-phase full-bridge inverter with a resonant DC link[J]. Acta Electronica Sinica, 2020, 48(12): 2493-2496.
doi: 10.3969/j.issn.0372-2112.2020.12.027 |
|
[14] | 孙鹏菊, 龚灿, 杜雄, 等. 一种大功率交流变流器直流母线电容等效串联电阻的在线监测方法[J]. 中国电机工程学报, 2017, 37(17): 5134-5142. |
SUN Pengju, GONG Can, DU Xiong, et al. An online monitoring scheme of equivalent series resistance for DC-link capacitor of high-power AC converter[J]. Proceedings of the CSEE, 2017, 37(17): 5134-5142. | |
[15] | 李婧, 袁立强, 谷庆, 等. 一种基于损耗模型的双有源桥DC-DC变换器效率优化方法[J]. 电工技术学报, 2017, 32(14): 66-76. |
LI Jing, YUAN Liqiang, GU Qing, et al. An efficiency optimization method in dual active bridge DC-DC converter based on loss model[J]. Transactions of China Electrotechnical Society, 2017, 32(14): 66-76. | |
[16] | QIAN J R, KHAN A, BATARSEH I. Turn-off switching loss model and analysis of IGBT under different switching operation modes[C]// Proceedings of IECON’95-21st Annual Conference on IEEE Industrial Electronics. Orlando, USA: IEEE, 1995: 240-245. |
[17] | BLAABJERG F, JAEGER U, MUNK-NIELSEN S, et al. Comparison of NPT and PT IGBT-devices for hard switching applications[C]// Proceedings of 1994 IEEE Industry Applications Society Annual Meeting. Denver, USA: IEEE, 1994: 1174-1181. |
[18] | 石祥花, 谢少军. 中点箝位型光伏并网逆变器调制策略及效率对比[J]. 南京航空航天大学学报, 2014, 46(1): 65-71. |
SHI Xianghua, XIE Shaojun. Modulation strategies and efficiency comparison of NPC grid-tied PV inverters[J]. Journal of Nanjing University of Aeronautics & Astronautics, 2014, 46(1): 65-71. | |
[19] | 陈梦颖, 王议锋, 涂世杰, 等. 高频双Buck全桥逆变器的功率损耗分布分析[J]. 电力系统及其自动化学报, 2019, 31(2): 119-125. |
CHEN Mengying, WANG Yifeng, TU Shijie, et al. Analysis of power loss distribution for high-frequency dual-buck full-bridge inverter[J]. Proceedings of the CSU-EPSA, 2019, 31(2): 119-125. |
[1] | 王晗, 张建文, 施刚, 朱淼, 蔡旭. 基于改进无源性控制的三相LCL并网逆变器输出导纳重塑方法[J]. 上海交通大学学报, 2023, 57(9): 1105-1113. |
[2] | 李双, 施建强. 基于新型双环控制的LC型逆变器研究[J]. 上海交通大学学报, 2022, 56(9): 1139-1147. |
[3] | 朱城昊, 王晗, 孙国歧, 魏晓宾, 王富文, 蔡旭. 一种并网逆变器直流电容容值辨识方法[J]. 上海交通大学学报, 2022, 56(6): 693-700. |
[4] | 陶海军,周犹松,张国澎,郑征. LCL型并网逆变器并联谐振机理分析及抑制方法[J]. 上海交通大学学报, 2020, 54(10): 1065-1073. |
[5] | 李冬辉,郑宏宇,姚乐乐. 三相并网逆变器的混杂自动机模型分析[J]. 上海交通大学学报(自然版), 2019, 53(3): 348-354. |
[6] | 张丹,王杰. 混合供电型不对称多电平逆变器的研究[J]. 上海交通大学学报(自然版), 2018, 52(2): 207-213. |
[7] | 支琴a,吴映阳b,金之俭b,沈海军a. 基于比例积分谐振调节的光伏并网逆变器电流控制方法[J]. 上海交通大学学报(自然版), 2018, 52(12): 1642-1648. |
[8] | 张银锋1,2,聂子玲1,赵治华1,许晓剑2. 中频逆变器2自由度稳健控制器设计[J]. 上海交通大学学报(自然版), 2017, 51(5): 570-. |
[9] | 陈丹江1,叶银忠2. 三电平逆变器容错拓扑的多载波控制策略[J]. 上海交通大学学报(自然版), 2015, 49(06): 907-912. |
[10] | 张宁云,唐厚君,姚辰. 基于滤波器的有源阻尼控制的LCL型光伏并网逆变器[J]. 上海交通大学学报(自然版), 2015, 49(04): 429-435. |
[11] | 费万民a, 吴勤b, 张艳莉b. 一种新的多电平逆变器特定谐波消除脉宽调制方法 [J]. 上海交通大学学报(自然版), 2012, 46(07): 1107-1111. |
阅读次数 | ||||||
全文 |
|
|||||
摘要 |
|
|||||