隔离式双向全桥DC-DC变换器预充电研究

隔离式双向全桥DC-DC变换器正常运行前,为了防止电流过大冲击和输出侧电容电压振荡过大,需对输出侧稳压电容进行预充电。本文提出了一种不需要外加电路预充电的方法:将输出侧H桥开关闭锁,相当于不控整流桥,调节输入侧H桥开关状态,使得输入侧H桥输出方波占空比D从0逐渐上升到0.5。根据隔离式双向全桥DC-DC变换器的工作特点,证明了预充电过程中输入侧H桥开关为零电流开通。并根据这种预充电方法,提出一种隔离式双向全桥DC-DC变换器自起动的策略。仿真验证了这种预充电方法电适用于单个DC-DC模块和模块级联系统。

应用于储能系统的隔离型双向全桥直流变换器的软开关特性研究

在储能系统中,隔离型双向全桥直流变换器(DAB)因为其优异的特性而得到广泛的应用。首先分析了DAB在传统移相控制下的工作原理和软开关特性。针对DAB在轻载时将失去软开关的情况,引入了单边全桥脉冲宽度调制(Single H-Bridge PWM)的控制方法。重点分析了DAB在单边全桥脉冲宽度调制下的软开关特性以及调制占空比的选取原则。最后,在Saber仿真软件里搭建了DAB的电路模型,并且通过仿真得到在单边全桥脉冲宽度调制下,DAB的效率显著提高。

双向全桥DC/DC变换器移相优化的扩展双重移相控制

针对传统双重移相轻载状态下移相角调节范围小、变化率大的问题,提出了扩展双重移相控制。传统双重移相方式在轻载时移相角调节幅度较大,会造成系统失衡。将二次侧全桥内移相角扩展到负值,使系统轻载时移相角调节得到优化,进一步建立对应的数学模型,推导出不同工作状态下以功率回流最小为目标的优化控制策略。搭建Simulink模型对不同工作状态进行仿真,并基于该控制策略设计搭建小功率实验平台,验证了控制策略的有效性与可行性。

双向全桥DC-DC变换器中大容量高频变压器绕组与磁心损耗计算

精确预估非正弦波激励下高频变压器绕组与磁心损耗、研究不同模态下变压器损耗的变化趋势,对于电力电子变压器(PET)精细化设计至关重要。在对PET中间级——隔离式双向全桥DC-DC变换器工作原理进行分析的基础上,建立变换器的近似等效电路模型,得到一种适用于隔离式双向全桥DC-DC变换器中高频变压器绕组损耗计算方法。在计算方波、梯形波电压激励下的磁心损耗时,推导出修正的Steinmetz经验公式简化解析计算式,引入仅与占空比和上升时间有关的修正系数,据此可直接利用正弦波激励下的损耗系数,快速获取典型工作模态下磁心损耗。设计制作一台1.2k V/0.3k V/5k V·A非晶合金磁心高频变压器试验模型,将所提方法的计算结果与有限元仿真和试验测量结果对比,验证了所提方法的有效性。

应用于储能系统的双向DC/DC效率模型研究

随着新型含储能直流电网技术的不断发展,储能效率计算日益受到关注。针对直流电网中储能系统高频隔离双向全桥DC/DC变换器(DAB)的效率计算方法开展研究,提出一种适用于编程计算的傅里叶级数计算模型,与传统分段线性计算模型相比较,该模型采用谐波循环思路,方法简洁,物理意义清晰,适于编程实现。通过样机试验,验证了所提计算模型的正确性及有效性。研究为储能系统效率计算及效率评估提供了一种优质的解决方案。

直流型风电场接口变换器等效低压实验构建

聚焦直流型风电场单极性输出与直流电网双极性传输的匹配问题,以隔离式双向全桥DC/DC子单元模块为基础,面向实验室环境搭建风电场单双极性转换DC/DC接口变换器实验样机。进而构建了一套直流风电传输过程的低压小容量等效实验模型,阐述了该接口变换器的基本原理与控制策略。最后通过实验证明该等效实验模型和控制策略具备正确性和有效性。