双有源桥变换器的最小电流应力变频控制

为了提高双有源桥DAB(dual-active-bridge)变换器的效率,提出1种变开关频率控制下的最小电流应力控制策略。首先,分析电压在宽范围变化时的最小电流应力优化控制方法,建立变换器在轻载条件下的导通损耗和开关损耗表达式,并对不同开关频率下的导通损耗和开关损耗进行比较;其次,详细介绍闭环控制的实现方法及各模式下的功率传输范围,轻载条件下所提方法可显著降低电流应力,从而提高DAB变换器的效率;最后,通过仿真和实验验证了所提控制方法的优越性。

基于电流应力优化和6脉波调制的双有源桥AC/DC变换器控制策略

针对双有源桥(dual active bridges,简称DAB)AC/DC变换器,该文提出基于电流应力优化和6脉波调制的双有源桥AC/DC变换器控制策略.DAB和三相逆变器(three phase inverter,简称TPI)是双有源桥AC/DC变换器的两个关键单元.对DAB采用电流应力优化,对TPI采用6脉波调制.仿真实验结果表明:相对于单移相(single phase shift,简称SPS)调制策略,该文策略的电感电流的峰值更小,即能更有效地降低电流应力.因此,该文所提策略具有优越性.

基于虚拟频率的隔离型双向AC/DC变换器最小电流应力控制策略

针对隔离型双向AC/DC变换器提出一种基于虚拟频率的最小电流应力控制策略。首先,分析了三重移相(triple phase shift,TPS)控制方法的开关特性,并设计了基于TPS的移相全桥最小电流应力控制算法。然后,针对输出功率与移相比呈非线性的特点,提出虚拟频率控制方法,该算法不仅可以将非线性控制简化为线性化,还可实现交直流变换器单级转换,有效减小中间母线电容,降低系统电流应力。最后,基于TMS320F28335的实验平台对所提出的控制策略进行了实验验证。实验结果表明,当功率双向传输时,所提控制策略能有效地减小变换器的电流应力。

双向全桥隔离DC/DC变换器最小峰值电流及其虚拟功率控制方法

针对双向全桥隔离DC/DC变换器,以减少变换器硬件与控制系统的设计成本为目标,该文重点开展相移控制方法研究。首先,为减小变换器峰值电流与磁性元件设计成本,分析了一种通用的三重相移控制方法,在此基础上,给出了相应的最小峰值电流控制算法。然后,针对现有最小峰值电流控制运算量和复杂性大的缺点,提出了一种虚拟功率控制方法,该算法可以取消负载电流传感器,且对电感参数无依赖性;最后,基于RT-LAB与TMS320F28335的硬件在环实验平台对所提出的算法进行了半实物实验验证。实验结果表明,在宽范围输入电压的情况下,基于该虚拟功率控制的最小峰值电流控制算法能有效地减小变换器的电流应力。

一种最小应力的无源无损软开关方案

无源软开关技术控制和实现简单,工程应用广泛。文中提出一种适用于基本PWM DC/DC变换器的最小电压、电流应力无源无损软开关单元。实现开关管零电流开通、零电压关断,二极管软开关。开关管电压应力没有增大,增加的谐振电感有效抑制其电流峰值。同时,无源软开关单元钳位了二极管电压。在不增大原功率电路半导体器件的电压、电流应力条件下,实现软开关。文中以buck变换器为例,详细分析所提无源软开关方案的工作原理,给出无源网络参数设计过程,通过计算机仿真,并设计一台100 k Hz,200 V/5 A的buck样机。与硬开关进行效率对比,在20%到额定负载范围内,软开关方案的效率均优于硬开关。

船用电流型双有源桥式DC-DC变换器电流应力优化策略

针对船舶电网中的储能应用场合,分析电流型双有源桥式DC-DC变换器在采用脉冲宽度调制(PWM)加移相控制(PPS)和双PWM加双重移相控制(DPDPS)时的输出功率和漏感电流应力特性。为减小电流应力,提出一种将PPS控制与DPDPS控制相结合的最小电流应力优化策略。为改善变换器的动态性能,通过对变换器采用PPS控制时的模态进行分析,建立变换器的数学模型,进而得到系统的耦合关系式。通过反馈线性化控制对其进行解耦和线性化,在此基础上设计线性化控制器,并得到系统的控制规则。仿真结果验证了所提方法具有较好的应用效果。

适用于V2G应用场合的双向DC-DC变换器优化控制策略

充电站内的双向充电堆采用引入三电平桥臂的三电平双有源全桥3L-DAB(three-level dual active bridge)DC-DC变换器,通过增加控制自由度来增强系统调节的灵活性。当采用传统移相CPS(conventional phase shift)控制时,3L-DAB电流应力较大,损耗增加,系统效率降低。针对此问题,提出一种适用于双向充电堆中DC-DC变换器的电流应力最小优化控制策略。首先建立移相控制3L-DAB的数学模型,分析电感电流有效值的各次谐波随控制自由度的变化关系。然后在此基础上,提出一种基于基波优化的控制策略来减小变换器的电感电流有效值。最后,通过比较所提优化控制和其他控制方式下的仿真与实验结果,验证了分析的正确性和所提控制策略的有效性。