大功率直流电源并联运行的均流控制

随着各种用电设备容量的增加,对大功率电源的需求日益迫切.由于大容量的单体电源技术尚不成熟,因此多电源模块并联运行技术成为解决当前实际需求的有效手段之一.针对大功率直流电源模块并联运行时的均流问题进行了研究,并以最大电流均流法为主,通过对均流电路和均流控制的合理设计,以及相应的仿真分析和实验验证,实现了大功率直流电源模块...     

高频软开关静止变流器并联研究

采用公用电压外环方案．实现了三台IKVA基于高频零电压开关静止变流器模块的并联输出。三台静止变流器模块均为电压、电流双环控制,通过公用电压调节器稳定并联系统的输出电压及频率,同时产生统一的模块电流给定信号。各并联模块工作于电流跟踪状态,从而实现各航空静止变流器模块的均流并联。该并联方案仅有一条均流控制线连接且无须外加均流控制电路,不需要输出隔离变压器以及复杂的均流控制电路,具有简单可靠、均流精度高、体积小、重量轻和组合方便等优点,可以有效地提高航空静止变流器的可靠性、可扩展性及可维护性。     

双余度航空电源中均流控制系统的研究

双余度航空电源采用两块独立的电源模块并联给负载供电,但由于两块电源特性的差异,若将其直接并联,会使其造成负载电流不均衡,导致有的电源模块轻载运行,有的模块重载运行,降低了系统的可靠性,缩短电源的使用寿命。因此,针对电源模块并联时均流问题进行了研究,并以最大电流自动均流法为主进行了均流控制系统的设计,通过两块电源模块并联对该均流电路进行了实物验证。通过实测数据分析,两路电源模块均流精度为2%以内。     

基于级联式整流电源的恒流均压控制方法

针对电磁探测的大功率电磁场激发需要,本文采用输入并联输出串联的级联式整流电源,提高输出电压等级,保证激发功率。为了满足电磁探测过程中输出电流的稳定性,提出了基于双闭环的恒流均压控制算法。分析了级联式直流电源恒流均压输出的原理,建立了电源的数学模型,设计了电压电流环的控制器,在Matlab/Simulink中搭建仿真模型并通过控制器参数优化从而降低误差。级联式直流电源由于上下两部分可能存在器件参数不同的情况,这就导致在恒流控制下两级电源输出电压不同,在动态情况下的偏差会更大从而引起器件不均压而损坏,因此在考虑控制恒流输出的同时需要加入控制均压输出。通过对输出电流电压进行采样,经控制器转换为相应的脉冲触发对应的开关器件从而实现恒流均压输出。仿真结果显示输出电流控制在2 A,电流变化在5%以下。     

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。     

平均电流法均流在数字DC/DC电源中的应用

针对两个数字控制DC/DC电源模块实现并联均流的问题,设计了一款由四个运算放大器组成的均流控制器,该控制器是基于平均电流模式的自动均流控制。介绍了数字控制电源系统的并联均流总体方案,重点分析设计了均流控制电路,研究了数字控制电源的电压反馈控制。通过在基于ADP1053数字式DC/DC电源模块上进行试验,验证了该均流控制电路的合理性。     

基于整流侧辅助调控的交错并联LLC谐振变换器

交错并联技术是提高电源模块输出能力的有效手段,谐振腔参数的微小差异会导致交错并联LLC谐振变换器严重的不均流问题.该文通过在LLC谐振变换器的高频整流电路中引入有源开关、构建混合型整流器,利用整流侧的辅助控制,主动对输出电流较小模块的电压增益进行补偿,从而实现了相同开关频率交错并联运行的LLC谐振变换器的均流调节.文中详细分析混合整流LLC谐振变换器的工作原理和特性,并根据具体应用场景给出均流电路的不同实现方式.最后,通过实验结果证明了所提出的均流控制方法的可行性和有效性.     

基于DC-DC变换的变电站直流电源设计

在电力系统中后备电源是变电站直流系统的核心。本文针对后备电源的可靠性进行了探讨,提出了双重Boost升压变换器法。为了防止直流电源模块并联运行时产生的环流和电流不均衡现象,本文采用中间电流均流控制法的方案,使升压后的电源模块实现并联互备。使用MATLAB/simulink仿真软件搭建了相应的仿真模型,最后通过仿真分析得出：双重Boost升压法不仅是一种有效的升压方法而且还可以减小电路中功率元件的电流应力。中间电流均流控制法可以实现稳态的均流控制,保证电源模块在出现故障的情况下可以进行不断电互备替换。     

高频开关电源模块均流系统的研究

本文重点研究多个高频开关电源模块的并联运行需要解决的一个关键问题，就是负载电流的均分问题。即如果在并联系统中没有进行均流电路的硬件设计或软件设计，则可能出现其中某个或某些电源模块承担比较大的负载电流，运行在极限状态，而有些模块处于轻载运行，这将导致分担电流多的模块热应力大，致使系统的可靠性降低。详细讨论了均流的几种控制方法，介绍了最大电流自动均流的均流控制电路仿真结果。     

UC3902在大功率开关电源并联均流中的应用

在大量电子设备的实际应用过程中,往往因为使用单台直流电源的输出参数(如电压、电流、功率)不能满足要求或发生故障,这样就引起整个系统效率低下甚至系统崩溃。所以在实际应用中通常采用多个电源并联运行。并联均流技术是当前电力电子技术发展的重点,大功率开关电源并联均流系统利用多个中、小功率的电源模块并联,通过改变并联模块的数量来满足不同功率的负载,本文介绍基于UC3902的最大电流自动均流法在大功率开关电源中的应用。     

移相全桥变换器双模块并联技术的研究

讨论了移相全桥变换器双模块并联技术,该技术采用自主均流法实现双模块的电流均流,具有均流精度高,动态响应好,可以实现冗余技术等特点。为了实现双模块自主均流提出了电压环、均流环和限流环三环控制结构,电压环和限流环共用一个PI调节器,均流环使用一个PI控制器。文章分析了均流的整个控制过程,在设计时要考虑使电压环与限流环的动态响应速度较快,均流环的响应速度较慢,同时在整个负载范围内使系统有一定的幅值和相位稳定裕度。设计了一台单模块输入母线电压175～320V,额定输出电压220V,额定输出功率5.5kW,整机输出11kW的样机。实验结果表明,样机的均流性能良好.     

并联并网变流器的容错不平衡控制

应用于低压电网的大容量并网变流器需要进行并联扩容。为提高装置可靠性,通常希望在并联功率模块发生故障的情况下,变流器仍然能够带故障容错运行。这就要求控制环能够克服输出滤波电路不对称带来的影响,保证三相输出电流平衡。针对基于LCL滤波器的两模块并联并网变流器,利用重复控制能够对交流信号进行高精度控制的特性,采用重复控制外环结合滞后一拍控制内环的双环控制在三相ABC静止坐标系下进行输出电流的平衡控制。理论分析表明,该控制方法在输出滤波器参数发生变化的情况下,仍然能够保持较大的稳定裕度,具有较好的鲁棒性;在稳态精度方面,虽然由于增益的损失性能有轻微下降,但仍然能够满足工程实践要求。实验结果说明,在故障运行情况下,三相输出电流具有较好的平衡度,证明了所提出方案的有效性。     

基于电力线通信的逆变器并联系统同步控制方法

提出了一种基于电力线载波通信(power line commun- ication,PLC)技术的逆变器并联系统输出同步控制方法,应用于实现硬件无互连线方式的逆变电源并联系统。各并联模块之间通过PLC方式交换各自电压基准正弦信号的频率和相位信息,调节并保持输出电压同频、同相,在此基础上再实现逆变器模块输出均流。研究了同步控制原理,提出了同步调节控制算法,设计了基于数字信号处理器(digital signal processor,DSP)的软硬件实现。理论分析和实验结果证实了控制策略的有效性和可行性。     

移相全桥变换器双模块并联均流技术的研究

讨论移相全桥变换器双模块并联技术,该技术采用自主均流法实现双模块的电流均流,具有均流精度高,动态响应好,可以实现冗余技术等特点。为了实现双模块自主均流提出了电压环、均流环和限流环三环控制结构,电压环和限流环共用一个PI调节器,均流环使用一个PI控制器。分析均流的整个控制过程,在设计时使电压环与限流环的动态响应速度较快,均流环的响应速度较慢,同时在整个负载范围内使系统有一定的幅值和相位稳定裕度。设计了一台单模块输入母线电压175~320V;额定输出电压220V;额定输出功率5·5kW,整机输出11kW的样机。仿真结果和实验结果表明样机的均流性能良好。     

The parallel operation control of a modular AC to DC converter via serial communication bus

This paper presents the parallel operation control of a modular AC to DC converter via a serial communication bus. In the proposed system, multiple AC to DC converters are parallel‐connected at the output end for load current sharing. Each module of the AC to DC converter is controlled by its individual microcontroller. The microcontroller of each module is employed for the voltage control loop and communicates with the microcontrollers of the other converter modules. The RS485 serial communication is used to transmit information among the controllers, which checks the number of the converter module for calculating the input inductor current command of each converter module. Moreover, the clock signal is used for synchronization to prevent data collision on the serial communication bus. The proposed parallel operation control provides fast response when the converter module connects or disconnects according to the required power. The performance evaluation of the proposed system is conducted by simulation and experimental verification on two parallel isolated CUK converters. © 2012 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

模数混合分布式逆变器并联控制方法

提出了逆变器并联运行的一种复合式控制策略，通过对同步控制和均流控制的解耦，简化了并联控制的实现手段。各并联模块根据共享的同步信号产生同步的基准给定信号，任一模块的插拔不影响并联系统运行。针对具有输出电压有效值调节外环的逆变模块的并联运行，给出了一种提高均流精度的优化方案。     

火电辅机变频器低压穿越直流电压补偿及其控制

针对火电辅机变频器因厂用电压跌落而触发闭锁,造成发电机组停机的问题,设计了基于变频器直流母线电压补偿的辅助穿越装置。辅机变频器采用直接转矩控制,低压穿越装置主电路采用三重交错并联升压变换器结构,在电压跌落期间维持变频器直流母线电压稳定,同时减小输出电流高频纹波。考虑到并联模块参数差异造成的均流问题,提出在传统电压电流双闭环控制的电压外环加入均流环的解决方法,消除环流,使开关管电流应力更为均衡。由于控制系统具有非线性、强耦合的特点,传统PI控制器存在局限性,所以利用模糊控制算法优化PI控制器参数整定,改善其性能。最后用仿真验证了所提方法的有效性。     

输入串联输出并联逆变器的集中式均压控制策略

输入串联输出并联逆变器可将小功率模块组合后,用于高电压输入、大电流输出的交流供电场合.本文提出了一种集中式均压控制策略,解决系统的输入均压和输出均流问题.其中输出电压环和输入均压环集中设计在一起,共同给系统中各模块提供控制信号.各模块具有独立的电流环和主电路.输入均压环通过调整各模块的电流环给定信号,使输入电压高的模块输出电流增加,输入电压低的模块输出电流减少,从而实现了两模块的输入均压.在输入均压时各模块电流环的给定信号相同,同时实现了输出的均流.文中对所提控制策略进行了分析,并根据解耦的思想,给出了控制系统设计的方法.最后进行实验验证,并给出实验结果.     

一种大容量开关电源并联系统均流技术的研究

提出了一种按平均电流值自动均流的实用电路。其中开关电源模块采用电压和电流控制的双回路控制模式,使得输出电流得到有效控制,从而使开关电源的各模块达到均流的目的,提高了整个电源系统的可靠性,具有一定的实用性。     

多电平直流链电力电子变压器控制策略研究

多电平直流链电力电子变压器(PET)中间级子模块拓扑包括半桥和双有源桥两部分。直流链两端电路不同的结构和控制策略会造成直流链电压的波动和不稳定。传统控制策略需要大量电流传感器,并且控制链路上的低通滤波器影响了系统的动态响应。文中提出了一种多电平直流链PET的控制策略,由串并联功率模块中的半桥电路稳定直流链总输出电压,由双有源桥电路实现直流链不同模块之间的均压。同时,所提控制策略只需要中压直流端口连接电感处的一个电流传感器,所有功率模块均不使用电流传感器,节省了系统的成本。仿真结果验证了所提控制策略的正确性和有效性。