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公开(公告)号：CN107565841A
公开(公告)日：2018-01-09
申请号：CN201710030746.0
申请日：2017-01-17
Applicant: 湖南大学
IPC: H02M7/487 , H02M7/5387 , H02M1/12
Abstract: 本发明公开了一种钳位级联倍频多电平功率变换器及其控制方法，多电平功率变换器由多个逆变模块级联而成，每个级联模块由一个钳位五电平H桥逆变单元构成。高压直流电源接在逆变器的输入端，由均压电阻平衡各个模块的直流输入电压，对各模块IGBT进行开关控制，实现单个模块输出五电平阶梯波，通过对多个模块输出波形的叠加，形成多电平电压输出。多电平功率变换器控制方法，是通过设置不同的模块载波相位初始值，使得每个模块IGBT的PWM控制信号异步输出，各个模块输出的电压阶梯波串联叠加后形成多电平输出电压。本发明采用模块化设计，模块化级联实现增加输出阶梯波阶梯个数，减少IGBT开关频率，降低开关损耗，大大减小了输出谐波。
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公开(公告)号：CN108509738A
公开(公告)日：2018-09-07
申请号：CN201810311784.8
申请日：2018-04-09
Applicant: 湖南大学
IPC: G06F17/50
Abstract: 本发明公开了一种大功率海岛特种电源模块散热装置及其温度控制方法，通过对温度监控模块所得特定位置温度分析，建立密闭腔体的热模型，再利用粒子群算法对所建模型进行修正，使模型能够更加精确地描述机盒温度变化过程，提高了其自适应性和预测控制的可靠性，主控模块基于模型预测控制与粒子群优化方法实现对不同风道以及腔体内部风扇风力的调节。本发明散热结构与控制策略相结合，散热结构促使热量均匀分布，快速散除，针对各风力增强组件的独立控制以及相互间的协调配合显著提高了散热效率，实现了大功率海岛特种电源在高温环境的有效散热。
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公开(公告)号：CN107800298A
公开(公告)日：2018-03-13
申请号：CN201710140905.2
申请日：2017-03-10
Applicant: 湖南大学
IPC: H02M3/335
CPC classification number: H02M3/3353 , H02M2001/007
Abstract: 本发明公开了一种基于分布式高频变换的模块化固态变压器及其控制方法，包括多个级联的模块，每个模块包括两个子变换器SCi1和SCi2、高频变压器和辅助电感Li，其中i表示第i个模块。子变换器由四个功率子模块构成，功率子模块的结构可以是半桥型结构，也可以是全桥型结构。每个半桥结构包括一个电容、两个IGBT及与IGBT反向并联的二极管；每个全桥结构包括一个电容、四个IGBT及与IGBT反向并联的二极管。该变压器的输入端是高压，多个模块串联后作为输入端；该变压器的输出端是低压，多个模块并联后作为输出端。本发明可以通过控制SCi1的输出电压Vhi1和SCi2的输出电压Vhi2来控制电流ihi1的流向，即实现功率流向的控制，完成电压的变换和隔离。
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公开(公告)号：CN113437879B
公开(公告)日：2022-08-09
申请号：CN202110787002.X
申请日：2021-07-13
Applicant: 湖南大学
Abstract: 本发明公开了一种直流变换器及其控制方法，包括软开关网络、组合式电路、谐振网络、变压器、整流器和输出电容，通过调节开关频率控制输出电压。所述组合式电路包括串联的第一桥臂、第二桥臂、第三桥臂、第四桥臂，各桥臂均包含N个串联的子模块。通过引入三角波补偿电流，在宽输入电压范围内扩展各桥臂开关的软开关能力。本发明提供的控制方法，在桥臂间引入固定相移及占空比，实现倍频操作且获取高降压比。本发明可实现所有开关管在宽输入电压范围内的零电压开通，同时有效减小谐振电流，减小开关损耗和导通损耗，提高组合式谐振变换器的转换效率。
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公开(公告)号：CN114257097A
公开(公告)日：2022-03-29
申请号：CN202111588111.5
申请日：2021-12-23
Applicant: 湖南大学
Abstract: 本发明公开了一种多模式切换的宽输出直流变换器及其切换控制，包括耦合电感电路、交错并联电路、钳位电容、谐振腔、变压器、整流器和输出电容，通过调节S1、S2、S3、S4占空比控制输出电压。本发明的多模式切换的宽输出直流变换器可以工作在三种模式，即高增益(HG)模式、中增益(MG)模式和低增益(LG)模式。本发明在不同模式下，耦合电感电路不仅起到滤波电感的作用，同时还起到变压器的作用，从而提高了功率密度，同时该直流变换器可在HG模式，MG模式下实现所有开关管在宽输入工作范围内的零电压开通，有效减小开关损耗及提升转换效率。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN107546995A
公开(公告)日：2018-01-05
申请号：CN201710030687.7
申请日：2017-01-17
Applicant: 湖南大学
IPC: H02M7/487
Abstract: 本发明公开了一种电磁搅拌用多电平逆变电源及其控制方法，高压直流电源接在钳位逆变电源的输入端，由均压电阻均衡直流侧电容电压。直流电压经过逆变器输出多电平阶梯波。对逆变侧采用电流反馈控制和前馈控制的复合控制系统，对逆变侧IGBT进行开关控制，使左右桥臂输出相位差90°的交流电，激发形成电磁推力，从而使钢液产生旋转运动。本发明采用钳位多电平H桥逆变模块，与之前电磁搅拌所采用的逆变电源相比，结构简单；稳定性高；生产成本低；采用多电平技术使得开关器件的等效开关频率增加，损耗降低，输出电流的电能质量增加。
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公开(公告)号：CN114257097B
公开(公告)日：2024-01-16
申请号：CN202111588111.5
申请日：2021-12-23
Applicant: 湖南大学
Abstract: 本发明公开了一种多模式切换的宽输出直流变换器及其切换控制，包括耦合电感电路、交错并联电路、钳位电容、谐振腔、变压器、整流器和输出电容，通过调节S1、S2、S3、S4占空比控制输出电压。本发明的多模式切换的宽输出直流变换器可以工作在三种模式，即高增益(HG)模式、中增益(MG)模式和低增益(LG)模式。本发明在不同模式下，耦合电感电路不仅起到滤波电感的作用，同时还起到变压器的作用，从而提高了功率密度，同时该直流变换器可在HG模式，MG模式下实现所有开关管在宽输入工作范围内的零电压开通，有效减小开关损耗及提升转换效率。
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公开(公告)号：CN107800298B
公开(公告)日：2021-02-02
申请号：CN201710140905.2
申请日：2017-03-10
Applicant: 湖南大学
IPC: H02M3/335
Abstract: 本发明公开了一种基于分布式高频变换的模块化固态变压器及其控制方法，包括多个级联的模块，每个模块包括两个子变换器SCi1和SCi2、高频变压器和辅助电感Li，其中i表示第i个模块。子变换器由四个功率子模块构成，功率子模块的结构可以是半桥型结构，也可以是全桥型结构。每个半桥结构包括一个电容、两个IGBT及与IGBT反向并联的二极管；每个全桥结构包括一个电容、四个IGBT及与IGBT反向并联的二极管。该变压器的输入端是高压，多个模块串联后作为输入端；该变压器的输出端是低压，多个模块并联后作为输出端。本发明可以通过控制SCi1的输出电压Vhi1和SCi2的输出电压Vhi2来控制电流ihi1的流向，即实现功率流向的控制，完成电压的变换和隔离。
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公开(公告)号：CN109347327A
公开(公告)日：2019-02-15
申请号：CN201811235159.6
申请日：2018-10-23
Applicant: 湖南大学
Abstract: 本发明公开了一种适用于中压直流系统的隔离式直流变换器及其控制方法，直流变换器为多个功率模块输入串联输出并联的模块化组合式结构，功率模块由投切电路和隔离变换电路级联组成。投切电路由投切开关、投切功率器件和防短路二极管组成，用于控制功率模块的投入和切除，实现系统的冗余运行和故障快速隔离；在外部故障时，可以快速地从故障处切除，在模块内部故障时，可以快速切除故障模块，保证变换器正常运行；同时能够保证各模块输入输出电压匹配，减小功率器件上的电压电流应力；当故障消除后也可以快速投入。本发明变换器可靠性高、使用寿命长，适用于长距离水下电能供应、不同电压等级直流微网互联以及电解铝、海水淡化工业等应用场合。
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公开(公告)号：CN109302072A
公开(公告)日：2019-02-01
申请号：CN201811235162.8
申请日：2018-10-23
Applicant: 湖南大学
IPC: H02M3/335
Abstract: 本发明公开了一种串联输入多端口输出的谐振式直流变换器及其控制方法，将多个半桥谐振式直流变换器子模块在输入端采用串联结构，降低了功率开关管的电压应力；n个功率开关管最多可实现n(n+2)/4路独立输出，实现了功率开关管的最大利用率；所有功率开关管采用统一开关频率控制，降低了控制难度；所有功率开关管和高频整流二极管实现软开关，提高了变换器效率；变换器只存在一级功率变换，解决了多级变换带来的效率降低问题。
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