Input-parallel output-parallel configuration of boost half bridge DC-DC converter with control strategy

The concept of connecting two boost half bridge DC-DC converter modules in input-paral- lel output-parallel configuration is presented. The input-parallel-output-parallel （IPOP） converter consists of multiple boost half bridge （BHB） DC-DC converter modules which are connected in par- allel at the input and output side. This kind of converter is an attractive solution for high power ap- plications. The correlation between input current sharing （ICS） and output current sharing （OCS） of the IPOP converter basic modules is described. Two loop control strategies, consisting of input cur- rent loop and output voltage loop, have been developed to achieve equal ICS and OCS in this present work. The control strategy for the IPOP configuration of boost haft bridge DC-DC converter has been verified for different load conditions （half load and full load）, The IPOP system proposed here is comprising of two modules but it can be extended to three or more. The performance of the pro- posed system along with the control strategy is verified by simulation in MATLAB using Simpower tool. Finally the satisfactory simulation results are obtained.

单相无桥功率因数校正变换器拓扑族推演回顾与性能分类总结

随着多种节能标准与低碳政策的实施,单相无桥功率因数校正(power factor correction,PFC)拓扑受到更多关注。目前,虽然多种无桥拓扑已被提出并被应用于不同应用场合,但尚未有文献系统地概述这类无桥PFC拓扑结构特点并开展拓扑性能分析。该文通过将双变换单元进行输入并联输出并联(input-parallel output-parallel,IPOP)、输入并联输出串联(input-parallel output-series,IPOS),提出无桥拓扑族系统推演方法以及无桥拓扑IPOP与IPOS的分类。同时,以6种变换单元为例,推演28种无桥拓扑并作相关拓扑概述,说明无桥拓扑族系统推演方法的普适性。其次,通过对称性与对偶性,进一步简化无桥拓扑族的器件数量。然后,筛选出12种主要无桥拓扑与传统有桥拓扑比较,并分别介绍12种无桥拓扑性能特点。最后,基于性能对比结果,归纳IPOS与IPOP两类拓扑的优缺点与适用场景。

原边绕组分组连接的IPOP型LLC谐振变换器均流方式

输入并联输出并联IPOP(input parallel output parallel)型LLC谐振变换器由于谐振元件的参数偏差,导致各相所分配到的等效负载不均匀,进而造成不均流现象。对此提出一种将变压器的原边绕组分组连接的方式,实现了各相负载电流的平均分配。采用基波近似法对该方式的均流原理进行分析,给出谐振参数的偏差与负载电流不平衡度之间的关系。采用四组数据进行仿真计算对比,在谐振电感和谐振电容偏差10%的情况下,传统两相并联LLC谐振变换器不均流度高达99.1%,而新结构实现了负载电流平衡。搭建了输出功率为960 W的两相并联LLC谐振变换器实验样机,验证了原边绕组分组连接方式的有效性。

输入并联输出并联半桥变换器均流分析和试验

以半桥变换器为基本单元,提出了一种适合于低电压、大电流的输入并联输出并联半桥组合变换器。该结构利用单个半桥变换器本身的电容作为输入均压电容,无需另加输入均压电容;拓扑结构中各模块共用一对电容桥臂,这样减少了主电路中电容的数量,结构简单。对变换器进行了统一建模,分析了其特点和规律,并对不均流因素进行了探讨。提出了相应的均流控制方案,同时引进了交错控制技术。仿真和试验结果表明,具有很好的均流效果和输出特性,证明了该拓扑结构及其相应控制策略的正确性。

基于开关电流平衡的含并联输入并联输出结构的三电平DC/DC变换器的调制策略

阐述了三电平DC/DC变换器的发展过程,介绍了其研究焦点的变化:从软开关技术和效率方面转变到性能可靠方面。在此基础上,提出了一种三电平DC/DC变换器(three-level DC/DC converter,TLDC),该变换器由2个四开关半桥三电平(half-bridge three-level,HBTL)DC/DC变换器组成,采用交错和输入并联输出并联(input-parallel output-parallel,IPOP)连接结构,并详细分析了(HBTL)DC/DC变换器的拓扑结构、工作原理、运行特点及工作性能。采用IPOP结构可以有效减小变换器中主要功率元件的电流应力,使得所提出的变换器将更适合于更高功率的应用。更重要的是,通过将所提出的变换器拓扑结构与相应的交换调制(periodically swapping modulation,PSM)策略相结合,不仅2个输入电容器电流得到平衡并大幅降低,而且一次侧的开关管功率也得到了平衡,从而提高了变换器的可靠性。最后,仿真和试验结果验证了该变换器的PSM策略的可行性。