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公开(公告)号：CN119401831A
公开(公告)日：2025-02-07
申请号：CN202411672335.8
申请日：2024-11-21
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明提出了适用于光储系统的一种谐振型三端口直流变换器拓扑及其定频PWM调制方法，三端口直流变换器拓扑包括光伏端口Vpv、电池端口Vbat、负载端口Vo、第一滤波电容C1、输入半桥、输出半桥、第一直流电感L1、第一谐振电容Cr、第一耦合电感，其中，输入半桥包括第一开关管S1、第二开关管S2、第二滤波电容C2和第三滤波电容C3，输出半桥包括第三开关管S3、第四开关管S4、第四滤波电容C4和第五滤波电容C5，本申请通过采用双有源半桥结构和耦合电感，在保证负载与光伏/电池间电气隔离的同时，减少了开关管和磁性元件的数量，有利于降低器件成本和提高装置功率密度，在单级结构和固定开关频率下实现各端口间灵活的能量管理，以及实现全范围软开关。
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公开(公告)号：CN114640260B
公开(公告)日：2025-01-21
申请号：CN202210275013.4
申请日：2022-03-21
Applicant: 中南大学
Abstract: 一种三相电流型变换器的代数调制方法，在于将占空比的分配问题转化为非齐次线性方程组的求解问题。该方法的具体步骤如下：首先根据系统数学模型，构造出占空比的非齐次线性方程组，借助线性代数相关理论，求得占空比矩阵的通解；其次，根据占空比的物理约束，借助几何方法获得自由变量的可行解范围；然后，在可行解区域中选取一点作为自由变量的值，确定最终的占空比矩阵；最后，根据具体性能要求(低损耗、低共模电压、低直流电流纹波等)合理安排开关动作次序，获得各开关的驱动脉冲。该调制方法避免了三角函数计算，节省了系统运算成本，具有实现容易、灵活性高、通用性强的特点。
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公开(公告)号：CN113346750B
公开(公告)日：2024-09-20
申请号：CN202110695542.5
申请日：2021-06-23
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明提供了一种基于耦合电感的软开关同相buck‑boost变换器及控制方法，包括：电源；第一开关管，所述第一开关管的漏极端与所述电源的正极端电连接；第二开关管，所述第二开关管的漏极端与所述第一开关管的源极端电连接，所述第二开关管的源极端与所述电源的负极端电连接。本发明所述的基于耦合电感的软开关同相buck‑boost变换器及控制方法，仅使用两路互补的PWM信号进行控制，控制方式简单，通过辅助电感与主电感耦合产生辅助电流进而实现四个开关管的软开关条件，通过改变占空比改变输出电压增益，实现正常负载下的恒电压增益，大大减少了辅助器件的数量，提高了传输效率，增大了功率密度。
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公开(公告)号：CN117691877A
公开(公告)日：2024-03-12
申请号：CN202311691017.1
申请日：2023-12-11
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明提出了一种适用不平衡电网的直接矩阵变换器调制方法；其特点在于通过合理选择自由变量保证在电网电压不平衡工况下矩阵变换器的输入电流正弦和输出电流平衡正弦；具体步骤为：步骤一、根据矩阵变换器的输入输出关系，分别构造出输入电压、期望输出电压和调制矩阵的非齐次线性方程组，求得调制矩阵的通解；步骤二、基于扩展瞬时功率理论，合理设置自由变量，确定过渡调制矩阵，实现平均输入无功和瞬时有功功率恒定；步骤三、根据调制矩阵中占空比的物理约束，通过几何方法获得偏移矩阵的可行解范围，确定最终调制矩阵；步骤四、优化矩阵变换器输出电流质量和共模电压特性，合理安排开关动作顺序，获取各开关管驱动脉冲信号。
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公开(公告)号：CN115549485B
公开(公告)日：2024-03-12
申请号：CN202211244386.1
申请日：2022-10-12
Applicant: 中南大学
Abstract: 一种模块化直流变压器拓扑及其控制方法，拓扑一个是含集成交错并联Buck/Boost的模块化DAB电路，由两个输入高压侧分压电容、两个高压侧半桥模块阀组、两个桥臂电感、一个高频变压器、低压侧全桥模块、两个Buck/Boost电感、一个中间级电容和输出低压侧电容组成。其中全桥模块与交错并联Buck/Boost实现器件复用，可有效提高功率密度和转换效率。该拓扑结合了模块均压控制和脉宽/移相调制，一方面通过采样各个半桥子模块的电容电压进行排序后分配驱动信号，实现每个半桥模块阀组内部子模块的电压均衡，使阀组上的电压呈现相同的准方波；另一方面，通过脉宽/移相调制在使得桥臂电感两端实现电压匹配的同时实现功率传输。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN115833598A
公开(公告)日：2023-03-21
申请号：CN202211371493.0
申请日：2022-11-03
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明公开了一种输入间接串联输出并联的变频调制直流变换器拓扑及其控制方法。该变换器包含一个输入滤波电感和N个全桥LC串联谐振变换器子模块，其中LC串联谐振腔置于高频变压器副边。输入直流电源正极串联一个电感后连到第一个子模块原边第一桥臂的中点，输入直流电源负极连到最后一个模块输入滤波电容负极；上个子模块输入滤波电容负极连接下个子模块原边第一桥臂的中点，每个子模块输出滤波电容并联。所有子模块原边上下管互补导通，两下管恒定导通半个谐振周期且间隔半个开关周期；所有子模块开关频率相同，子模块间驱动信号是交错的；所有子模块工作在直流变压器模式，因为子模块输出是并联的，所以能实现所有子模块的输入自然均压。
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公开(公告)号：CN115664219A
公开(公告)日：2023-01-31
申请号：CN202211409136.9
申请日：2022-11-11
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明公开了一种光伏直流升压汇集用IPOS单级式变换器及控制方法，其子模块原边含两个升压电感、一个全桥逆变单元和一个中间电容，副边含一个LC串联谐振腔和全桥不控整流电路，并通过高频变压器连接，其结构实际由交错并联Boost单元和全桥LC串联谐振单元集成，结构简单。每个子模块采用脉宽调制方式，原边同一桥臂的上下开关管驱动信号互补，且第一桥臂和第二桥臂的驱动信号相位相差半个开关周期；子模块间的驱动信号是交错的。本发明采集光伏阵列的电流和电压，经过最大功率跟踪算法后，输出相同占空比到每个子模块，因Boost单元的电压增益只与占空比相关，且全桥LC串联谐振单元工作于直流变压器模式，所以采用相同占空比可实现输出自然均压，控制简单。
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公开(公告)号：CN115514241A
公开(公告)日：2022-12-23
申请号：CN202211346971.2
申请日：2022-10-31
Applicant: 中南大学
Abstract: 本申请适用于电力电子技术领域，提供了一种双极输出的电流源型双有源桥变换器的控制方法，该控制方法包括：采集电流源型双有源桥变换器原边的输入电流、钳位电容的电容电压、副边中目标输出端口的目标输出电压以及副边的总输出电压；根据电容电压计算上述变换器原边中开关管的第一占空比；根据总输出电压和输入电流计算上述变换器的原副边移相角；根据总输出电压和目标输出电压，计算上述变换器副边中开关管的第二占空比；根据第一占空比、原副边移相角和第二占空比，生成控制上述变换器中开关管的驱动信号；利用驱动信号控制上述变换器中开关管的通断。本申请能实现双极输出变换器的双极电压平衡和软开关，降低开关损耗。
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公开(公告)号：CN112688441B
公开(公告)日：2022-09-30
申请号：CN202011472934.7
申请日：2020-12-15
Applicant: 中南大学
Abstract: 基于选频补偿网络抗位置偏移的无线电能传输系统，首先该系统具有四个串/并联LC支路，每个支路在不同的工作频率下可以表现为感性、容性、短路或开路的对外电路特性；然后，根据预设的两个谐振频率，设计选频补偿网络的系统参数，使得系统能够工作在不同的开关频率下，且两个不同的工作频率分别对应LC‑LC串联谐振与LCL‑LCL谐振的补偿网络传输特性；最后，通过向系统叠加两个不同频率的工作电源，让系统功率可以叠加两个不同谐振电路的传输特性，实现抵抗位置偏移的功能。该系统无需额外的控制或通信即可提高无线电能传输系统的抵抗位置偏移能力，设计简单，易于理解和实现。
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公开(公告)号：CN111224405B
公开(公告)日：2022-09-09
申请号：CN202010119248.5
申请日：2020-02-26
Applicant: 中南大学
Abstract: 本发明提供一种直接矩阵变换器的零共模电压及输入无功控制方法，除了提出一种直接矩阵变换器零共模电压的空间矢量调制方法外，还在该调制策略基础上提供一种控制输入无功的控制方法。所提调制方法同时采用顺时针旋转矢量和逆时针旋转矢量，给出了各个矢量占空比的表达式，该调制方法能实现直接矩阵变换器的零共模电压，有效抑制共模电流，这有利于延长电机的使用寿命和减小对周围设备的电磁干扰。根据调制策略中占空比的自由度，提供一种简单实现输入无功的控制方法。此外，本发明的控制方法不需要复杂的扇区判断；具有较小的计算量，因此适合于实际应用。
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