基于主电流控制的并联DC-DC升压变换器改进

并联DC-DC升压变换器之间的负载电流分配关系到系统可靠性;针对并联DC-DC升压变换器,提出了一种基于主电流控制的改进下垂方法;该方法利用并联DC-DC升压变换器的算法,根据下垂法的负载调节特性自适应地调整每个变换器的参考电压;与传统的下垂法不同,在所有变换器的内环控制器中使用其中一个并联变换器的电流反馈信号,以避免并联变换器控制回路的时延差异;研究结果显示,该算法保证了负载均流与下垂法的负载调节特性一致,在并联变换器参数失配的情况下对该算法进行了测试,通过Matlab/Simulink仿真验证了该算法的有效性。

两相交错并联DC-DC变换器系统效率优化

针对均流控制方案无法保证两相交错并联直流-直流(DC-DC)变换器系统效率处于最优,从而造成能源浪费的问题,提出一种基于电流分配的效率优化控制策略.采用支持向量回归(SVR)算法训练单相变换器效率预测模型,预测任意工况下各相变换器效率特性曲线,进而采用Q学习(Q-learning)算法寻找使系统总效率最优的最佳电流分配方案.该方法克服了传统方法当工况发生变化时须要重新采集数据以拟合效率特性曲线,以及复杂工况下数学求解最佳分配方案计算繁琐的缺点.模型适用性高,所需参数少,可以适应系统运行工况的动态变化,在无须重置模型的情况下给出最优电流分配方案.仿真实验表明:与均流控制相比,所提出的效率优化控制方法能明显提升系统整体效率,最高可达4.5%.

DC-DC并联系统无线网络通信平台研究

并联DC-DC变换器均流系统控制信号通常采用有线连接,这增加了均流装置的复杂性。鉴于此,提出了基于FPGA的基带信号处理的无线传输解决方案。用无线替代有线(均流母线),采用BPSK调制方式,消除了并联变换器中传输控制信号的物理连线;通过对通信数据帧格式和码速率的调整,有效提高了无线传输速率和可靠性,满足DC-DC变换器均流系统对控制信号速度的要求。测试结果验证了方案的可行性。

基于FPGA的并联DC-DC电源系统无线收发装置的研究与优化

详细介绍了无线通信在并联DC-DC电源系统中的应用,针对并联DC-DC电源系统单次传输量小、频率高的特点,结合现有的BPSK通信系统,利用FPGA对时序控制的优越性,完成整个通信系统的优化。介绍其优化实现,着重于帧长和码速率的修改,同时给出相关的优化结果。

并联全桥隔离DC-DC变换器开路故障诊断

单相电力电子变压器是实现铁路牵引系统高效化、轻量化的有力选择,其中并联全桥隔离DC-DC变换器是保证稳定直流输出的重要组成部分。为保证DC-DC变换器的可靠运行,文章针对其单个IGBT开路故障,提出了一种基于状态估计的单管开路故障诊断方案,即通过建立系统的混合逻辑动态模型和状态估计模型,对DC-DC变换器级在正常和单管开路故障下的估计残差进行分析,根据残差包含的故障信息实现单管开路故障诊断。最后,基于RT-LAB半实物实验平台,对提出的故障诊断方案进行验证,仿真实验结果表明,该诊断方法能在IGBT发生开路故障后的4个开关周期内实现故障开关的有效定位。

并联DC-DC变换器系统的固定时间分布式协同控制

针对负载为超级电容的并联DC-DC变换器系统,为了在固定时间内实现电流输出均衡目标,提出固定时间分布式协同控制方法.将耦合子系统之间的通信拓扑,利用无向图进行刻画.借助输入输出反馈线性化技术,将并联DC-DC变换器系统的电流均衡控制设计难题转化为固定时间内一阶多智能体系统的一致性跟踪问题.借助符号函数、拉普拉斯矩阵、牵制增益矩阵,基于最近邻原则,设计参数可调的固定时间电流均衡分布式协同控制律.利用李亚谱诺夫函数严格证明整个闭环系统的稳定性,并推导出收敛时间的上界.所提出的固定时间电流均衡分布式协同控制方法,可以克服有限时间协同控制方法对初始状态依赖性强的缺点,同时改善了系统的收敛性.借助仿真,验证了所提出方法的有效性和可行性.

三相交错并联双向DC-DC变换器动态休眠控制策略

飞机地面静变电源系统中三相交错并联双向DC-DC变换器具有较高的额定功率和直流母线电压,对开关器件匹配的要求极高。针对变换器工作时开关器件长时间处于导通关断的状态导致其工作寿命缩短的问题,提出了一种相应的动态休眠控制策略。该文对三相交错并联双向DC-DC变换器工作原理进行了详细分析,建立数学模型,加入电流环动态休眠控制环节,制定动态休眠双闭环控制策略,相比传统双闭环控制策略,各个开关器件均处于动态休眠状态,有效地延长了开关器件和变换器工作寿命。最后搭建了Matlab/Simulink仿真平台和30kW实验样机,对理论分析结果进行了实验验证。实验中变换器的所有开关器件均实现了动态休眠且轻载条件下开关次数仅为传统双闭环控制策略的1/3,其工作寿命提高了200%;半载条件下开关次数为传统双闭环控制策略的2/3,其工作寿命提高了50%;满载条件下开关次数与传统双闭环控制策略相同。

平均电流型并联Buck变换器的建模及滑模控制

根据DC/DC变换的基本原理,在连续导通模式下,依据状态空间法建立了并联Buck变换器的数学模型,在此基础上对变换电路构建了仿真模型。仿真结果与理论分析一致,表明了建模方法的正确性。基于该模型设计了一种并联DC-DC变换电路均流控制器,该控制器使用滑模控制法实现输出电流均流和输出电压调节,仿真结果表明该控制器提高了并联变换器的动态性能,输出电压对负载扰动鲁棒性更强,输出电流均流效果较好。

基于自适应虚拟阻抗的DC-DC变换器均流控制

在多DC-DC变换器并联系统中,经常采用环流反馈回路中引入虚拟阻抗的均流方法,此方法精度高且成本低,但当系统负载突变时均流精度会降低.针对虚拟阻抗法在负载突变时均流精度降低的问题,提出一种自适应匹配虚拟阻抗值实现均流的方法.仿真结果表明,在负载突变时自适应虚拟阻抗匹配法具有很好的均流效果,且不影响并联系统的稳定性和输出特性.

提高船舶微电网艏侧推进器运行能效的控制策略

考虑到船舶电力艏侧推进器频繁快速起停对船舶电力系统(船舶微电网)燃油利用效率和系统稳定性的影响,提出在艏侧推进器直流母线增加储能装置,为艏侧推进器驱动装置供电。该方案可有效降低柴油发电机容量,提高燃油利用效率,降低艏侧推进器起动突增功率对船舶电网电压频率扰动的影响。同时由于艏侧推进器电机制动时可做发电机运行,储能装置可替代消耗电阻吸收快速制动电机产生的电能。设计了一种三相交错并联运行的DC-DC变换器的电压自适应PI控制器,该方案增加变换器的带载能力,并分析了控制器参数的选择范围。仿真结果表明,该控制器在艏侧推进器频繁起动过程中可有效抑制直流母线电压的暂升和暂降,且增加直流变换器的带载能力。