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大功率忆阻器的实现方法及应用 预览
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作者 陈艳峰 丘东 +4 位作者 张波 袁昌海 谭斌冠 卢曰海 韦兆华 《电工电能新技术》 CSCD 北大核心 2019年第5期5-12,共8页
由于纳米尺度的忆阻器件不能直接用于电路研究,目前仍通过搭建等效电路的方法实现忆阻元件的功能。有别于采用模拟器件的忆阻器等效电路模型,本文提出了几种基于电力电子变换器的大功率忆阻器实现方法,这些方法的共同特点是电路模型的... 由于纳米尺度的忆阻器件不能直接用于电路研究,目前仍通过搭建等效电路的方法实现忆阻元件的功能。有别于采用模拟器件的忆阻器等效电路模型,本文提出了几种基于电力电子变换器的大功率忆阻器实现方法,这些方法的共同特点是电路模型的功率等级由功率半导体器件参数决定。接着,本文制作了一台磁控型忆阻器原理样机,仿真和实验结果证明该忆阻器电路模型具有功率调节范围大、忆阻特性易于调整等优点。最后,本文探讨了忆阻器在直流断路器等大功率场合的应用,为拓展忆阻器今后的应用提供了参考。 展开更多
关键词 忆阻器 电路模型 功率半导体器件 直流断路器
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电力电子实验室资产定量化建模及管理措施 预览
2
作者 毛健琨 张政 +4 位作者 肖文勋 谢帆 张波 丘东 陈艳峰 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2019年第8期276-279,283共5页
该文提出一种新的电力电子实验室资产定量化建模方法。该方法根据电力电子实验室资产的特点进行了定量化建模,能较好地评估电力电子实验设备的借用和运行情况,并形成相应的管理措施。实际应用表明,提出的管理措施能较好地对电力电子实... 该文提出一种新的电力电子实验室资产定量化建模方法。该方法根据电力电子实验室资产的特点进行了定量化建模,能较好地评估电力电子实验设备的借用和运行情况,并形成相应的管理措施。实际应用表明,提出的管理措施能较好地对电力电子实验室进行资产管理,并在平衡设备损耗、优化设备使用效率上取得了良好的效果。 展开更多
关键词 资产管理 定量化管理 实验设备 电力电子
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磁谐振无线电能传输系统线圈设计综述 预览
3
作者 曾玉凤 丘东 张波 《电源学报》 CSCD 北大核心 2019年第4期94-104,共11页
线圈是无线输电系统中实现电磁耦合谐振的核心部件,具有高品质因数和均匀磁场的线圈是无线电能传输系统获得高传输效率和稳定输出的重要保证。基于磁谐振无线电能传输系统的基本结构和工作原理,总结了磁谐振无线输电系统中线圈的主要设... 线圈是无线输电系统中实现电磁耦合谐振的核心部件,具有高品质因数和均匀磁场的线圈是无线电能传输系统获得高传输效率和稳定输出的重要保证。基于磁谐振无线电能传输系统的基本结构和工作原理,总结了磁谐振无线输电系统中线圈的主要设计方法。首先介绍了常用的线圈类型和线圈尺寸的优化选择;然后对比了不同的线圈电感计算公式的适用范围;最后论述了线圈内阻、匝间距等参数对磁谐振无线输电系统传输效率和输出功率的影响。此工作对磁谐振无线电能传输系统的线圈优化设计有一定的指导意义。 展开更多
关键词 无线电能传输 磁谐振 线圈 传输效率 输出功率
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大功率分数阶电感的电路实现 预览
4
作者 卢曰海 丘东 +1 位作者 张波 陈艳峰 《电源学报》 CSCD 北大核心 2018年第5期147-152,166共7页
现有研究结果表明,自然界中的许多物理现象本质上都具有分数阶的特性,如电感实际上是一种分数阶元件,理想的整数阶电感并不存在。目前普遍采用的分数阶电感等效电路均存在功率等级受限、电感阶数和感值不易调节等缺点,为此,利用电压型... 现有研究结果表明,自然界中的许多物理现象本质上都具有分数阶的特性,如电感实际上是一种分数阶元件,理想的整数阶电感并不存在。目前普遍采用的分数阶电感等效电路均存在功率等级受限、电感阶数和感值不易调节等缺点,为此,利用电压型逆变器,构造了一种大功率分数阶电感电路的等效模型,通过更改逆变器的控制参数,可以实现分数阶电感阶数和感值的灵活调节。此外,该分数阶电感等效电路模型的功率等级取决于逆变器,故可适用于各种不同的应用场合。最后,将提出的大功率分数阶电感等效模型应用到分数阶RLβC并联谐振电路中,验证了该模型的工作性能。 展开更多
关键词 分数阶电感 逆变器 并联谐振
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脊髓刺激器无线输电系统谐振拓扑的选择 预览
5
作者 卢曰海 丘东 +1 位作者 张波 孟祥添 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2018年第12期24-27,共4页
在磁谐振式无线输电(WPT)系统中,谐振拓扑的选择对系统效率、传输距离、电压增益等性能指标有直接影响。对4种常用谐振网络进行了分析对比,并根据脊髓刺激器WPT系统的实际需要,最终选择了发射端串联电容和接收端并联电容(SP)谐振拓扑作... 在磁谐振式无线输电(WPT)系统中,谐振拓扑的选择对系统效率、传输距离、电压增益等性能指标有直接影响。对4种常用谐振网络进行了分析对比,并根据脊髓刺激器WPT系统的实际需要,最终选择了发射端串联电容和接收端并联电容(SP)谐振拓扑作为最佳谐振方式。此外,还分析了SP谐振拓扑性能与负载、耦合系数之间的关系。最后通过实验验证了理论分析的正确性。为植入式医疗设备WPT系统设计提供了参考。 展开更多
关键词 无线输电 脊髓刺激器 谐振拓扑
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基于参数扰动的混沌控制方案在Buck-Boost变换器中的应用研究 预览 被引量:1
6
作者 杨昌烨 陈艳峰 +2 位作者 张波 丘东 陈曦 《电源学报》 CSCD 北大核心 2018年第2期32-37,共6页
分布式直流微电网中,直流母线与大电网的接口变换器通常选择具有升、降压功能的DC-DC变换器,如Buck-Boost变换器,来提升或降低光伏阵列或其他储能单元的输出电压,使之与直流母线电压匹配。Buck-Boost变换器作为一个强非线性系统,... 分布式直流微电网中,直流母线与大电网的接口变换器通常选择具有升、降压功能的DC-DC变换器,如Buck-Boost变换器,来提升或降低光伏阵列或其他储能单元的输出电压,使之与直流母线电压匹配。Buck-Boost变换器作为一个强非线性系统,在输入电压、参考电流等电路参数变化时容易产生分叉、混沌等非预期情况,使变换器性能变差甚至不能正常运行。基于峰值电流控制型Buck-Boost变换器的频闪映射模型,分析了变换器的非线性动力学现象。基于参数扰动的混沌控制原理,设计了一种适用于峰值电流控制型Buck-Boost变换器的混沌控制方法,该方法可使进入混沌状态的变换器重新回到周期态,并使变换器的稳态性能、输出纹波等得到显著改善。 展开更多
关键词 BUCK-BOOST变换器 混沌控制 参数扰动法 周期-1轨道
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Buck变换器的混杂建模 预览 被引量:1
7
作者 韩俊锋 张波 丘东 《电源学报》 CSCD 2017年第5期160-164,共5页
详细分析了Buck变换器在不同工作模态之间的切换条件,并建立了Buck变换器的精确模型。在建模过程中,对于Buck变换器在不同工作模态下的切换条件用相应的逻辑合命题来表示,利用逻辑命题与整数不等式之间的等价关系,把Buck变换器的切换条... 详细分析了Buck变换器在不同工作模态之间的切换条件,并建立了Buck变换器的精确模型。在建模过程中,对于Buck变换器在不同工作模态下的切换条件用相应的逻辑合命题来表示,利用逻辑命题与整数不等式之间的等价关系,把Buck变换器的切换条件等价转换成混合整数不等式,并将不等式约束加入到系统方程中来描述系统的混杂特性,从而建立了Bcuk变换器的新型混杂模型。该模型描述形式简单,符合变换器工作时各模态间切换的一般规律,在DC/DC变换器的建模上具有一定的理论价值。 展开更多
关键词 BUCK变换器 逻辑变量 不等式 建模
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考虑电压畸变的电气弹簧功率因数校正策略研究 预览 被引量:1
8
作者 张骦 丘东 张波 《电源学报》 CSCD 2017年第4期97-104,共8页
为了解决新能源发电系统并网所带来的电力系统稳定问题,提出了新型电力电子装置“电气弹簧”. 目前电气弹簧功率因数校正PFC 策略是在电网电压为理想正弦波的前提下提出的,不适用于电网电压含有较 大谐波分量的实际场合,如整流装置和电... 为了解决新能源发电系统并网所带来的电力系统稳定问题,提出了新型电力电子装置“电气弹簧”. 目前电气弹簧功率因数校正PFC 策略是在电网电压为理想正弦波的前提下提出的,不适用于电网电压含有较 大谐波分量的实际场合,如整流装置和电弧炉等非线性负荷比重比较大的工厂配电网.为此,在详细分析电气 弹簧功率因数校正原理的基础上,提出了 一种考虑电网电压畸变的功率因数优化控制策略,通过在电流控制环 中加入电流谐波环,将电流畸变率控制在规定范围内,从而在限制电流畸变率的同时,实现电气弹簧的最大功 率因数校正功能.最后给出了仿真结果,验证了所提功率因数校正策略的可行性. 展开更多
关键词 电气弹簧 电压畸变 功率因数校正 !"变换
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一种实现DC/DC变换器高增益运行的新方法 预览
9
作者 陈艳峰 陈曦 +1 位作者 张波 丘东 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2017年第12期26-29,共4页
在现有高增益变换拓扑不足的基础上,以峰值电流控制(PCMC)的Boost变换器为例,提出一种利用变换器非线性特性提高其增益的新方法,即利用变换器在混沌状态下的多周期轨道特性,采用混沌控制方法,使变换器稳定工作在具有较高增益的... 在现有高增益变换拓扑不足的基础上,以峰值电流控制(PCMC)的Boost变换器为例,提出一种利用变换器非线性特性提高其增益的新方法,即利用变换器在混沌状态下的多周期轨道特性,采用混沌控制方法,使变换器稳定工作在具有较高增益的目标轨道上,实现高增益变换。该方法无需构造新的变换器拓扑,不增加电路的复杂度,弥补了现有高增益变换技术的不足,并可推广应用于高阶DC/DC变换器,因而在新能源、可再生能源系统中将具有广泛的应用前景。 展开更多
关键词 变换器 高增益 混沌控制
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利用分数阶阻抗模型准确估算钽电容寄生电阻 预览
10
作者 陈海锋 陈艳峰 +1 位作者 张波 丘东 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2017年第12期30-32,共3页
电容的等效串联电阻(ESR)等寄生参数受频率影响,但传统的RC串联等效模型难以反映这一点;另外,现有研究表明,实际的电容具有分数阶特性。为此首先建立了钽电容的分数阶等效阻抗模型,用于准确估算电容的ESR,并用于分析Boost变换... 电容的等效串联电阻(ESR)等寄生参数受频率影响,但传统的RC串联等效模型难以反映这一点;另外,现有研究表明,实际的电容具有分数阶特性。为此首先建立了钽电容的分数阶等效阻抗模型,用于准确估算电容的ESR,并用于分析Boost变换器中电容ESR造成的电压突变。在Boost电路的仿真中使用该分数阶电容模型,并用实验验证。仿真结果与实验结果比较一致,证实了该模型的有效性。 展开更多
关键词 电容模型 寄生参数 分数阶阻抗
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三相逆变器幅值可控的小波PWM技术 预览
11
作者 张晓慧 丘东 +1 位作者 张波 郑春芳 《电源学报》 CSCD 2017年第3期78-85,共8页
三相逆变器的小波 PWM具有总谐波含量低、直流电压利用率高、易于数字化实现等优点,但其无法 在三相逆变器上实现对输出电压幅值的控制,这使得小波 PWM的应用受到限制.为此,在单相逆变器幅值可 控的小波 PWM技术基础上,在三相逆变器的小... 三相逆变器的小波 PWM具有总谐波含量低、直流电压利用率高、易于数字化实现等优点,但其无法 在三相逆变器上实现对输出电压幅值的控制,这使得小波 PWM的应用受到限制.为此,在单相逆变器幅值可 控的小波 PWM技术基础上,在三相逆变器的小波 PWM中同样引入了一个调制度变量,使它在保持原有优点 的基础上增加了输出电压可调的特性.分析了三相逆变器幅值可控的小波 PWM的机理,并进行了仿真和实验 研究,结果证明了机理的正确性,为三相逆变器小波 PWM的广泛应用提供了基础. 展开更多
关键词 小波PWM 调制度 三相逆变器 总谐波畸变率
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开关电感Boost变换器的失效机理及基于参数扰动的混沌控制方案研究 预览 被引量:2
12
作者 李姿 陈艳峰 +2 位作者 张波 丘东 陈曦 《电源学报》 CSCD 2017年第3期148-155,共8页
开关电感 Boost变换器是新能源系统中应用较为广泛的一种高增益 DC-DC变换器.由于变换器本身 的特性 , 当电路参数的变化超出一定范围时 , 会发生分岔 、 混沌等非线性现象 , 造成变换器失效 , 此时变换器无 法正常稳定运行并且工作性... 开关电感 Boost变换器是新能源系统中应用较为广泛的一种高增益 DC-DC变换器.由于变换器本身 的特性 , 当电路参数的变化超出一定范围时 , 会发生分岔 、 混沌等非线性现象 , 造成变换器失效 , 此时变换器无 法正常稳定运行并且工作性能下降 , 因此有必要控制变换器从混沌态重回稳定态. 基于参数扰动混沌控制法的 基本原理 , 设计了适用于峰值电流控制型开关电感 Boost变换器的混沌控制方案.该方案可使工作于混沌状态 的变换器能迅速返回周期 -1 态稳定工作 , 其输出电压增益得以提高 、 输出纹波显著降低 , 并且在输入和负载有 较大扰动时变换器系统均能稳定工作 .利用非线性理论对变换器失效机理进行分析和混沌控制 ,对于 DC-DC 变换器参数设计、 稳定性分析和性能提升具有一定的实际应用价值 . 展开更多
关键词 开关电感Boost变换器 失效分析 混沌控制 参数扰动 周期-1轨道
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多输入单相MMC整流器控制方法的研究 预览 被引量:1
13
作者 覃理 丘东 《电源学报》 CSCD 2017年第3期168-175,共8页
多输入 MMC整流器是一种可以连接多个交流电源的新型多端高压变换器.针对多输入单相 MMC 整流器的拓扑特点,提出了一种开关组独立控制方法.该方法对同一桥臂上各开关组的调制信号进行解耦,并 加入电容均压和稳压控制功能,实现了每个功... 多输入 MMC整流器是一种可以连接多个交流电源的新型多端高压变换器.针对多输入单相 MMC 整流器的拓扑特点,提出了一种开关组独立控制方法.该方法对同一桥臂上各开关组的调制信号进行解耦,并 加入电容均压和稳压控制功能,实现了每个功率子模块电容充放电的平衡,同时保证了直流侧电压稳定.最后通过仿真验证了所提控制方法的可行性. 展开更多
关键词 多端输入 MMC%整流器 电容电压平衡
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一种基于SPWM控制实现的磁控型忆阻器等效电路 被引量:1
14
作者 谭斌冠 陈艳峰 +2 位作者 张波 丘东 陈曦 《中国科学:信息科学》 CSCD 北大核心 2017年第7期940-952,共13页
目前基于集成运放构建的忆阻器等效实现电路能处理的信号功率较小,通常为毫瓦数量级.针对此问题,提出了一种基于SPWM控制实现的大功率磁控型忆阻器等效电路.该电路包括主电路和控制电路两部分,其主电路由无源低通滤波电路和可变电阻电... 目前基于集成运放构建的忆阻器等效实现电路能处理的信号功率较小,通常为毫瓦数量级.针对此问题,提出了一种基于SPWM控制实现的大功率磁控型忆阻器等效电路.该电路包括主电路和控制电路两部分,其主电路由无源低通滤波电路和可变电阻电路组成,采用电感、电阻、开关管等元器件实现,因而可用于大功率应用场合.仿真和实验结果表明所提出电路的端口电阻具有忆阻器所特有的斜"8"字伏安特性曲线,可有效实现忆阻器的功能特性;并且电路能处理的信号功率达到数百瓦;此外,所提出的电路所用元器件较少、电路结构简单、易于实现,并有助于降低研发成本. 展开更多
关键词 忆阻器 大功率 SPWM控制 可变电阻 低通滤波
分数阶电路的相量分析法及正弦稳态特性研究 预览 被引量:1
15
作者 王东东 张波 +1 位作者 丘东 谢帆 《电源学报》 CSCD 2017年第4期34-40,共7页
实际存在的电感和电容事实上是分数阶元件.对于含有分数阶元件的电路,利用整数阶的方法显然 无法获得准确的电路特性,且由于分数阶算子具有记忆和遗传效应,使得分数阶电路的分析繁琐复杂.因此,基 于分数微积分理论,将整数阶的相量法推... 实际存在的电感和电容事实上是分数阶元件.对于含有分数阶元件的电路,利用整数阶的方法显然 无法获得准确的电路特性,且由于分数阶算子具有记忆和遗传效应,使得分数阶电路的分析繁琐复杂.因此,基 于分数微积分理论,将整数阶的相量法推广应用于分数阶电路的分析中.给出了分数阶电感和分数阶电容的相 量形式,分析了它们的阻抗及功率特性,研究了分数阶RLC串并联电路以及复杂分数阶电路的正弦稳态特性, 探讨了分数阶元件的阶次对电路有功功率和无功功率的影响,仿真计算验证了相量法在分数阶电路中应用的 正确性. 展开更多
关键词 相量分析 数值仿真 分数阶电感 分数阶电容 正弦稳态特性
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分数阶互感及变压器模型的特性分析 预览
16
作者 刘潇 张波 +1 位作者 谢帆 丘东 《电源学报》 CSCD 2017年第4期143-149,共7页
目前涉及磁能耦合、电能转换等方面的分数阶特性研究较少,因此针对分数阶互感及变压器模型的 特性进行了分析.首先分析了传统分数阶LC 电路的阻抗特性和相位特性;沿用该分析方法,研究了分数阶互 感及变压器模型的阻抗矩阵特性,分析了阻... 目前涉及磁能耦合、电能转换等方面的分数阶特性研究较少,因此针对分数阶互感及变压器模型的 特性进行了分析.首先分析了传统分数阶LC 电路的阻抗特性和相位特性;沿用该分析方法,研究了分数阶互 感及变压器模型的阻抗矩阵特性,分析了阻抗矩阵在不同阶数下的相位特性以及分数阶条件下特有的纯实部 特性和纯虚部特性;最后推出不同阻抗特性下,阻抗频率、幅值与电感阶数的关系.从分析中可知,自感和互感 的分数阶数增加了整个模型设计的自由度,更具有-般性. 展开更多
关键词 分数阶 互感 变压器模型 阻抗特性
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基于TRIZ理论的单级功率因数校正电路拓扑分析 预览 被引量:2
17
作者 王尚宁 丘东 张波 《电工电能新技术》 CSCD 北大核心 2016年第1期60-66,共7页
发明问题创新理论(TRIZ)作为一种技术创新的方法论,已在诸多领域得到了广泛应用。本文尝试将TRIZ理论与电力电子变换器拓扑研究相结合,系统地提出一种电力电子变换器拓扑的构造方法。本文以单级功率因数校正电路为例,利用TRIZ理论中... 发明问题创新理论(TRIZ)作为一种技术创新的方法论,已在诸多领域得到了广泛应用。本文尝试将TRIZ理论与电力电子变换器拓扑研究相结合,系统地提出一种电力电子变换器拓扑的构造方法。本文以单级功率因数校正电路为例,利用TRIZ理论中的冲突矩阵,深入分析了一些典型单级功率因数校正电路的拓扑构造原理,验证了TRIZ理论指导电力电子变换器拓扑设计的可行性和有效性,从而为构造性能更优越的功率因数校正电路提供了思路。 展开更多
关键词 TRIZ 冲突矩阵 功率因数校正
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分数阶互感及变压器模型的特性分析
18
作者 刘潇 张波 +1 位作者 谢帆 丘东 《磁性元件与电源》 2016年第11期131-135,153共6页
近年来,分数阶微积分在多个科学研究领域得到广泛的研究,但目前涉及磁能耦合、电能转换等方面的分数阶特性研究还较少。特别是随着无线电能传输的关注度越来越高,更有必要对通过磁能进行的电能转换的分数阶系统进行研究。因此,本文... 近年来,分数阶微积分在多个科学研究领域得到广泛的研究,但目前涉及磁能耦合、电能转换等方面的分数阶特性研究还较少。特别是随着无线电能传输的关注度越来越高,更有必要对通过磁能进行的电能转换的分数阶系统进行研究。因此,本文对互感电路及变压器模型在分数阶特性下的各种性能进行了分析。首先介绍了传统分数阶电容和电感串并联电路的阻抗分析,接着沿用该分析方法,研究了分数阶互感电路及变压器模型的等效电路阻抗矩阵参数的阻抗特性,得出其相位特性,并分析了不同阻抗特性下,阻抗频率、幅值与电感阶次的关系。从分析中可知,分数阶互感电路及变压器模型的电路参数增加了自感和互感的阶次,因此整个模型设计自由度更高,更具有一般性。本文的研究将有助于分数阶无线电能传输系统的发展。 展开更多
关键词 互感电路 变压器模型 阻抗特性
磁谐振中距离无线电能传输及关键科学问题 预览 被引量:10
19
作者 张波 黄润鸿 丘东 《电源学报》 CSCD 2015年第4期1-7,共7页
阐述了磁谐振中距离无线电能传输的3种方式及可能的物理解释:对磁谐振中距离无线电能传输系统的主要参数,即传输距离、传输效率、传输功率和谐振频率进行分析,指出现阶段可能达到的极限参数。分析表明,传输距离主要受磁谐振耦合无... 阐述了磁谐振中距离无线电能传输的3种方式及可能的物理解释:对磁谐振中距离无线电能传输系统的主要参数,即传输距离、传输效率、传输功率和谐振频率进行分析,指出现阶段可能达到的极限参数。分析表明,传输距离主要受磁谐振耦合无线电能传输原理的限制,系统效率主要受功率放大器效率和传输效率的限制.传输功率的大小主要受电磁环境要求的限制,而谐振频率的选取受传输距离、传输功率、功率放大器和频率管制等的制约。最后对无线电能传输的电磁环境问题进行了分析。 展开更多
关键词 无线电能传输(WPT) 谐振耦合 极限参数
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新型多端高压变换器拓扑构造和分析 预览 被引量:2
20
作者 张波 丘东 付坚 《电源学报》 CSCD 2015年第6期69-76,83共9页
提出一族多端高压变换器拓扑,分别为多端高压AC-DC变换器、多端高压DC—DC变换器、多端高压DC—AC变换器和多端高压AC—AC变换器。论述了多端高压变换器拓扑的构造原理和主要拓扑结构。研究表明,所提拓扑的显著优点是一个拓扑即可实... 提出一族多端高压变换器拓扑,分别为多端高压AC-DC变换器、多端高压DC—DC变换器、多端高压DC—AC变换器和多端高压AC—AC变换器。论述了多端高压变换器拓扑的构造原理和主要拓扑结构。研究表明,所提拓扑的显著优点是一个拓扑即可实现多路输入或多路输出,大大减少了开关器件、降低了变换器成本,且输出多电平电压、谐波含量少,适用于多端高压直流输电、多端交流输电、多电机高压变频驱动、电力电子变压器、电能质量补偿装置等工业场合。 展开更多
关键词 多端口 高压变换器 拓扑 工作原理
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