基于Boost隔离升压拓扑的光伏直流并网变流器的设计与实现

研究光伏发电并入直流电网所需变流设备的拓扑型式,提出适用的拓扑方案并详细分析拓扑的工作模态。针对设备应用于高电压等级直流电网的设备扩展问题,提出基于模块化的IPOS的模块连接方案,并确定统一占空比的控制策略。采用等效受控源法对系统进行小信号动态建模,采用伯德图分析控制方案的稳定性,最后搭建10 k W的样机平台,对拓扑方案和控制策略进行实验验证。

隔离型Boost全桥变换器的关键问题研究

隔离型Boost全桥变换器因为特别适用于大功率低压输入场合,在诸如电动汽车、航天电源等领域得到广泛研究。本文将对隔离型Boost全桥变换器的两个关键问题进行分析讨论。一是如何减小变压器的漏感,二是如何实现IBFBC初始输出电压的建立。

燃料电池电动车用隔离Boost全桥变换器的研究

针对燃料电池电动车辅助能源系统低压大功率、大升压比的特点,分析了几种隔离变换器方案,这几种方案均难以做到大功率应用。为此,提出了采用隔离Boost全桥变换器拓扑方案可有效地解决上述技术难点。文中介绍了该方案的原理,详细分析了控制系统,给出了数字化控制的实现方法和主电路关键参数的设计。为了验证上述方案的正确性,设计了5 kW,24 V输入300 V输出的隔离Boost全桥变换器。实验结果表明,系统具有良好的动态和静态性能,能有效地应用于电动汽车等领域。

应用于柔性直流输电网的光伏直流并网变流器研究

文章研究了光伏发电并入直流电网所需变流设备的拓扑型式,提出了适用的Boost全桥隔离升压拓扑方案,并详细分析了拓扑的工作模态。文章采用等效受控源法对系统进行了小信号动态建模,采用Bode图分析了控制方案的稳定性,研究了系统启动时对电容充电容易造成电感饱和进而损坏的问题,提出利用光伏系统对电容充电的方案,设计了分段阶梯充电的控制方法。最后搭建了10 kW的样机平台,对拓扑方案和控制策略进行了试验验证。文章对研究大容量新能源发电并入高压直流电网以及中、小功率交直流混合电网组网具有重要的参考价值。

Buck-Boost隔离直流转换器设计

在Buck-Boost隔离直流转换器宽范围输入电压的条件下,分析了典型的全桥Boost转换器拓扑结构,由于存在的谐振电感包括漏电感,全桥Boost转换器只能采用双边沿调制。该转换器采用UC3895作为控制器,对全桥单元采用移相转换控制的方式,为了提高全桥Boost转换器系统的可靠性和效率,采用三模式两频率控制方式,在输入宽范围电压的情况下,最高500V输入,360V输出。在此采用Matlab软件进行仿真,实验结果表明输入电压平均效率范围是96.2%,最高效率能达到97.5%。

一种隔离型多路输出开关电源电路的研究

文中提出一种开关电源多路隔离输出的解决方案,即开环全桥变换器与Buck/Boost变换器结合方式。该方案既能避免多路单独拓扑方案输出时的体积质量大,又能够解决两级拓扑时采用隔离DC-DC变换器带来的效率和成本问题。通过与当前常用的多路隔离输出方案进行分析对比,体现了该方案的优越性。该方案在一款雷达开关电源中的应用,验证了其可靠性和有效性。

光伏电站直流汇集接入系统的建模分析

与传统的光伏交流接入系统相比,光伏直流汇集接入系统具有控制方式简单、系统损耗较小、光伏利用率高的特点。以某市一光伏直流汇集接入系统为例,给出光伏直流汇集接入系统的拓扑结构;构建光伏电池、多模块Boost全桥隔离变流器(BFBIC)及箝位双子模块型模块化多电平变流器(CDSM-MMC)的PSCAD模型。提出光伏变流站的2种控制策略,通过仿真对比分析2种控制策略的抗光照干扰能力及光伏发电电能输送能力,并给出控制策略的使用建议。

大功率、高变比光伏高压直流并网变换器

提出一种基于Boost全桥升压隔离变换拓扑输入并联输出串联结构（boost full bridge isolated converter input parallel output series，BFBIC—IPOS）的大功率、高变比光伏高压直流并网变换器。采用Boost全桥隔离模块作为变换器基本模块，实现光伏阵列MPPT跟踪和直流升压控制。通过多个基本模块的输入侧并联、输出侧串联，实现更大容量、更高输出电压。并且采取集中控制、较高绝缘耐压及分散散热设计，确保变换器实现稳定、可靠运行。针对BFBIC—IPOS系统，进一步分析系统稳定性、均压均流性能、软启动控制性能等关键问题。针对所提出基于BFBIC-IPOS结构的光伏高压直流并网变换器，研制出±10kV／200kW光伏高压直流并网变换器，光伏阵列侧直流电压450～1000V，网侧直流电压±10kV，直流升压比达到20—44．4倍。可实现大功率、高电压、高变比的光伏直流升压变换功能。