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.

基于双重移相控制的双向全桥DC-DC变换器最小回流功率分段优化控制

双向全桥DC-DC变换器以其重量轻、高功率密度、能量双向流动等优点成为直流微电网中不可或缺的一部分。但双向全桥DC-DC变换器在传统的单重移相控制下存在回流功率和电流应力等问题,尤其当输入电压和输出电压不匹配时,回流功率和电流应力会显著增加。针对输入电压和输出电压不匹配的情况,该文提出了一种双向全桥DC-DC变换器在双重移相下的最小回流功率控制策略。该控制策略通过对回流功率进行分段优化,得到了变换器在不同传输功率范围下的最优移相角。通过将所提控制策略和传统的双重移相控制进行对比分析,发现该文所提控制策略具有更小的回流功率和电流应力,提升了变换器的效率。最后基于所提控制策略搭建了实验样机,实验结果验证了控制策略的正确性和有效性。

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。

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。

基于最小峰值电流算法的DC/DC变换器控制系统设计

针对传统DC/DC变换器控制系统稳定性差,控制效率低等缺点,设计了一种基于最小峰值电流算法的控制系统。控制系统的硬件部分主要包括整流开关器件,辅助电路,辅助电源,稳压电容,高频变压器等,整流开关管选用了高性能6N137型光耦隔离;给出了变换器控制系统的主控程序,利用PWM调制模块负责持续地更新内移相比值,当变换器电压稳定时计算最小峰值电流,并构建小信号模型进行环路补偿以提高系统的电流转换效率。实验数据表明,提出的控制系统电流控制效率更高且在相同输入功率下的电流应力值更小。

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。

Buck变换器非最小电压应力软开关设计

为了进一步提高开关电源效率、节约能源,提出了一种新型软开关Buck变换器的设计方案,该变换器工作在断续状态,能实现二极管零反向恢复损耗.首先分析了变换器的工作原理,然后给出了参数设计方法,最后运用Matlab/Simulink软件对电路进行了仿真.仿真结果表明:该电路方案设计正确、结构简单,达到了预定的要求.

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。