基于三级式可扩展多模块并联架构的低压大电流高距径比无线电能传输系统

在低压大电流高距径比磁谐振式无线供电场合,由于传输线圈间的耦合系数很小,因此功率器件和谐振元件的电流很大,导致系统损耗大,难以优化设计。为此,文中提出一种三级式可扩展多模块并联无线电能传输系统架构,利用基波分析法对双模块并联系统建模并分析其传输特性。为提升系统效率,对比3种输出级结构及其控制策略并遴选出一种最优拓扑。进一步地,提出线圈级具体参数设计方法以减小电压电流应力并实现输入级软开关。最后搭建一台距径比为1(30 cm/30 cm)的1 kW原理样机验证理论分析,对比3种不同输出级拓扑的性能。实验结果表明,系统最高效率可达75.2%。

基于谐振网络优化的双向LLC-DCX多模块并联系统均流优化研究

近年来,双向LLC-DCX在电源系统中得到了越来越广泛的应用。为应对系统功率等级的提升,多模块并联成为实现系统扩容的重要方法。然而,均流性能是LLC谐振变换器并联系统的设计难点,各模块微小的谐振参数差异即可引起较大的电流不均衡。该文根据双向LLC谐振变换器的增益特性,定量分析双向LLC-DCX的并联特性,提出一种通过优化谐振网络参数提升并联均流性能的方法。最后,搭建一套三模块双向LLC-DCX并联系统样机,实验结果验证了所提方法的可行性和有效性。

多模块并联型高压直流电子负载功率控制电路设计

为满足新能源汽车电池测试需求,采用多模块并联的方法设计了高电压直流电子负载功率控制电路,主要包括恒压控制、恒流控制、恒阻控制、电压采集、电流采集、过压欠压保护、按键显示等电路。利用Multisim软件仿真确定电路参数并生成PCB板,对设计的控制电路进行测试。测试结果表明:直流电子负载控制电路实现了电压3~600 V可调、相对误差为0.23%,电流0~50 A可调、相对误差为0.28%。系统整体散热良好,可稳定运行。

基于自主均流法模块并联的小信号分析

随着分布式电源的发展 ,越来越多的电源系统采用模块并联技术。自主均流法以其优越的性能而得以广泛应用。本文针对自主均流法的特点 ,对其进行小信号分析 ,揭示了三环控制的特点 ,提出了三环设计规则 ,并把这一规则成功地应用于电力操作电源中。

一种适用于模块并联的同步整流驱动电路

该文提出一种适用于模块并联工作的高效率的同步整流驱动电路.采用这种驱动电路,同步整流的波形和驱动损耗可以做到和自驱动一样的效果,同时又解决了多个模块并联时会产生短路的问题.此外,采用这种驱动电路还可以调节驱动电压幅度的高低.文中从时域和频域两个角度对此电路进行了详细的原理分析.采用所推荐驱动电路的36～75V输入,1.8V/600A输出,四分之一砖标准的模块电源效率高达90%以上.最后,仿真结果验证了该电路调节同步整流驱动电压幅度的功能.

直接电流控制的多模块并联APF的稳定性

针对传统的多模块并联有源电力滤波器需要对谐波和无功电流进行检测,算法复杂的问题,提出将直接电流控制策略推广应用到多模块并联APF(active power filter)中,给出了直接电流控制的多模块并联APF的稳定性分析方法。首先构建了直流侧电压、网侧电流双闭环控制方案;然后建立了系统的小信号模型,分析了系统的稳定性,并给出控制参数的设计准则;最后通过一台1 k VA、10 k Hz两模块并联APF的原理样机实验验证了理论分析的正确性。

大容量电池多模块并联型化成电源的设计

针对大容量电池化成电源高稳定性、高可靠性、高效率的要求,根据电池充电各阶段的电压电流特点,提出了以DC-DC变换为核心的模块化并联型化成电源,设计了电源的主回路拓扑,计算了关键参数,采用电压电流双环进行控制。研制的样机能以1、2、4或更多功率单元并联输出的方式对不同充电阶段、不同功率等级的蓄电池进行有效充电。应用结果表明,采用多模块并联型方式设计的化成电源效率高,充电电压和电流的调整范围大,电流纹波小,满足各类型大容量电池化成工艺的严格要求。

基于80C196MC单片机的DC-DC双模块并联控制

从主电路的选择出发,提出采用输入串联、输出并联的2个半桥电路双模块DC-DC变流器来实现主从控制方式。描述了DC-DC控制系统框图,并对控制部分如何用微机产生2个半桥的驱动波形、如何解决均压及移相问题进行了具体阐述。试验表明系统具有较好的动态性能,输出纹波小。

一种感应耦合电能传输系统接收模块并联电流控制策略

因无接触变压器参数不一致,两接收模块并联的感应耦合电能传输（Inductively coupled power transfer,ICPT）系统会产生模块电流不均流问题。提出以副边半控整流桥电路代替副边不控整流桥电路,实现接收并联模块电流均流。推导两并联接收模块ICPT系统等效模型,并得到并联模块电流解析式,分析半控整流桥电路实现模块电流均流原理。在已研制的中速磁浮列车非接触供电系统实验装置上完成了实验,所提出的可控整流桥均流策略实现了接收模块并联均流,改善了系统运行。在输出电压220V、负载为6Ω时,实验装置输出功率8kW,均流控制前两并联接收模块电流幅值比为2.34,均流控制后两接收模块电流幅值相等,减少了由于电流不平衡造成的附加损耗。

卫星电源系统放电调节模块并联均流技术研究

介绍了目前国内外卫星电源的放电调节模块并联均流技术,论述了放电调节模块并联均流控制技术的种类和基本原理,可为国内卫星电源系统控制与调节模块的设计及其实际应用提供参考。

多模块并联有源电力滤波器的性能

对多模块并联的有源电力滤波器的几项关键技术进行了分析,包括负载电流采样分配策略、分流策略,提出了有效的解决方法,并设计了FUZZY-PI控制模块。利用Matlab软件对三模块并联的情况进行了仿真分析,并针对多模块并联系统可能出现的故障问题进行了仿真分析。仿真结果验证了方案的可行性。

三电平双模块并联协同特定谐波消除脉宽调制

针对中压大功率并网变流器开关频率低、并网电流谐波大等问题,提出适于中性点钳位型(NPC)三电平双模块并联网侧变流器特定谐波消除脉宽调制(SHEPWM)分频段协同控制策略.通过在低频段控制双模块各自输出谐波为零,在高频段控制并网双模块输出总的谐波为零,有效地提高双模块并联系统电流谐波性能.为了抑制器件死区引起的并网电流中5次、7次谐波,引入频率自适应广义积分控制器.该控制器在离散域直接设计参数,避免数字化过程导致控制器性能偏差.仿真和实验结果验证了所提控制策略的有效性、优越性.

基于直流三电平多模块并联充电装置研究

此处介绍了一种基于降压式直流三电平的新型有轨电车多模块并联的充电装置研究,采用多并联移相交错技术可有效地降低输出电流纹波,并对多并联模块的飞跨电容电压均压控制进行研究,同时采用有效控制技术提高了多模块并联的均流性。在PSCAD中搭建仿真模型,对多模块并联时的控制效果进行仿真验证。

基于新型PD-PWM偏置分配策略的电感储能型全桥子模块并联变流器

基于电感储能的全桥子模块并联结构能够直接对并网电流波形进行控制。随着器件技术与超导技术的进步,这种模块化的电流型变流器在储能领域具有较好的前景。但是其各子模块电感存在均流的问题。本文针对这一问题,提出一种新的PD-PWM载波偏置分配策略,有效解决了上述问题。本文详细描述了该方案工作原理,仿真验证了所提出控制策略的均流效果。

基于输出侧双模块并联的电力电子变压器高电能质量控制策略

电力电子变压器(power electronic transformer,PET)在给不平衡或非线性负荷供电时,可能会出现PET装置输出侧电压幅值和频率不稳定的现象,甚至影响PET的供电可靠性。针对PET输出容量大、容量模块化可调、高电能质量供电等需求,避免单台逆变器输出模块在处理不对称或非线性负荷时的局限性,本文提出了PET输出侧(逆变级)双模块并联的高电能质量控制策略。主要思路为:输出侧中的一个逆变器模块采用电压电流双闭环控制策略,可视为电压源,负责提供稳定的PET输出侧电压,起到稳定其他输出侧逆变器模块的电压基准值的作用,既可以补偿所有负序、谐波及无功电流以降低对PET输出电压的不利影响,同时还按照既定的输出侧模块功率分配策略输出有功功率和无功功率。输出侧的其他逆变器模块则采用电流补偿控制策略,可视为电流源,用于增大输出电流,提升PET装置的容量。以两个输出侧逆变器模块并联输出为例进行理论分析,认为所提控制策略既可以提高PET装置的输出容量,又可以极大降低非对称负荷对PET输出电压稳定的不利影响,有效地提升了PET的负载适应性、容量扩展性及供电可靠性。仿真结果验证了本文所提出控制策略的有效性。

感应电能传输系统多并联拾取模块电流和输出功率均衡方法

大功率感应电能传输系统通常采用多并联拾取模块结构。然而,多并联拾取模块参数不一致,会导致各个拾取模块的电流和输出功率不均衡,从而降低系统效率,严重时会因模块过流而造成系统故障。为解决该问题,文中提出一种基于并联拾取模块补偿电容器的多并联拾取模块电流和输出功率均衡方法。首先,介绍了传统感应电能传输系统与所提出的感应电能传输系统拓扑的特性。然后,分别分析了互感、拾取线圈自感及内阻对电流分布和系统效率的影响。最后,通过4个并联拾取模块的感应电能传输系统实验平台验证了所提方法的有效性。实验结果表明,采用所提方法时多并联拾取模块的电流和输出功率基本一致,并且相比传统感应电能传输系统,系统效率最高提升了2.21%。

模块电源并联均流控制方法研究

整流电源多模块并联所组成的分布式电源供电系统有着容量大、效率高、成本低的优点,多模块一起协同工作使得电源系统的可靠性更胜一筹。如何实现电源系统各个模块负载电流的均衡分配,并联均流技术是保证模块电源并联系统稳定运行的关键技术之一。文中从模拟均流控制和数字均流控制的角度分析了主要的均流方法,综述了一些新型的均流控制策略,指出未来均流技术会朝着数字化、精准化的方向发展。

模块化并联逆变器基于单总线的相位同步方法

为了消除共交直流母线结构的模块化并联逆变器高频零序环流,同时避免模块投入时的冲击电流,文中提出一种基于单同步总线的基波和载波相位同步方法。首先,分析晶振频率偏差对模块化并联逆变器高频零序环流的影响;然后,构建一个基于或非逻辑的同步信号发生器电路。同步信号发生器通过综合各模块的输入信号,产生一个公共的工频同步信号,并在同步信号的上升沿实现对基波和载波相位的逐周期调节。文中详细地进行基波和载波相位同步控制器参数设计,分析延时时间对载波相位同步控制的影响,并提出一种开环载波相位补偿方法。最后,通过实验验证所提方法的有效性。

基于解耦控制的多模块逆变器并联系统直流环流抑制策略

提出一种基于解耦控制的控制策略以抑制多模块不间断电源(uninterrupted power supply,UPS)并联系统的直流环流。在基于平均功率控制的并联系统中,对每个并联逆变模块设置一个独立的电压直流分量抑制电路,通过校正逆变基准值控制每台逆变器输出电压直流分量为零,从而达到控制并联系统的直流环流为零。由于各个模块独立调节,因此实现了各个并联模块之间的直流环流控制上的解耦。3台15 kVA并联UPS系统实验结果表明,该文所提控制策略能可靠、有效地抑制并联系统的直流环流。

高压软启动反并联模块的轻量化设计

【目的】高压软启动模块为高压软启动装置的重要组成部分,不同的散热器及压装结构对其散热有较大的影响。为了进一步实现电机平滑启动或停车,减少对电网的冲击以及对设备的伤害。【方法】研究小组对基于标准散热器的高压软启动模块进行了热仿真分析,了解到各时间点内的温度分布情况,基于电机的工作特点,从散热和压力均匀性方面提出了模块的结构优化方案,并通过仿真试验验证了该方案的正确性和可行性。【结果】连体结构在靠近模块中心位置时,元件所受的压力较小,压力较小的区域呈现出椭球状,表明其存在较为严重的压力不均匀问题;而切槽结构的压力均匀性得到了明显改善。【结论】1)直肋散热器更适宜于1 min以内的短时工况,针对通流时间较长的工况,该结构的热容较小,并不具备优势。2)将上散热器两只元件之间割一道槽,可以有效地减少上散热器台面之间的粘连,从而得到更为均匀的压装效果。