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CAN总线的并联DC/DC变换器数字均流技术

提出了一种采用控制器局域网(Controller Area Network,简称CAN)现场总线进行通信,实现DC/DC变换器并联均流的控制方案.该方案采用数字均流方法,提高了电源系统的可靠性和抗干扰能力.利用DSP芯片内部的CAN控制器,使设计简化,减少硬件开销.该方案在250W的DC/DC通信电源并联系统中得到了成功的应用,可以作为一种带有总线竞争的通用数字均流技术.     

DC/DC多模块串并联组合系统控制策略

将多个标准化DC/DC变换器模块的输入和输出分别串联或并联,可以得到四类多模块串并联组合系统,分别可以有效地适用于不同的应用场合。针对四类DC/DC多模块串并联组合系统,本文分析了各模块的输入均压/均流与输出均压/均流的内在关系并确定了每类组合系统的控制对象。对于输入并联型系统,既可以采用输入均流控制,也可以采用输出均流控制(输入并联输出并联型系统)或者输出均压控制(输入并联输出串联型系统),而对于输入串联型系统,只能采用输入均压控制。在此基础上,提出了一种新的控制策略,实现了输入均压/均流(输出均压/均流)控制与输出电压控制的解耦,经进一步推导,该控制策略还可以实现串并联组合系统的模块化,不需要额外的控制环节。最后以三台全桥变换器的串并联组合系统实验验证了该控制策略的有效性。     

基于模糊控制的交错并联双向DC/DC变换器研究

为了提高交错并联双向DC/DC变换器输出电压及均流的控制精度和动态性能,提出了电压、电流双环控制均采用模糊控制理论的模糊PI控制器。以研究交错并联DC/DC变换器工作原理为基础,详细介绍了电压、电流双环的模糊PI控制器的设计方法。通过仿真,对比了采用模糊PI控制和常规PI控制的仿真波形,验证了双环均采用模糊PI控制能提高输出电压和电感电流的响应速度、减小超调,从而实现电压及均流的精确控制。     

自适应下垂控制的三电平DC/DC并联均流方法研究

分析传统下垂控制的三电平DC/DC变换器多模块并联均流电压偏差较大,且各并联模块功率不均分的原因,提出了一种自适应下垂控制的三电平DC/DC变换器多模块并联均流控制方法。通过实时采集各并联变换器的电压和电流,建立变换器下垂系数与负荷功率之间的数学模型,自适应调整下垂系数使直流母线电压跟随给定值。构建直流微电网仿真模型,在相同工况下利用MATLAB/Simulink软件平台,仿真分析传统下垂控制和自适应下垂控制对三电平DC/DC变换器多模块并联直流母线电压降落和功率分配进行对比分析,验证了自适应下垂控制对三电平DC/DC变换器多模块并联的可行性,实现了不同额定功率的三电平DC/DC变换器间的“功率均分”,同时极大的改善了由于线路阻抗导致的电压降,提高了直流母线的电能质量。     

基于DSP的DC/DC Boost PFC模块的并联交错控制研究

本文提出了一种简单的PFC模块并联交错数字控制方案.以三个模块并联为例,利用平均电流控制策略,仅用一个控制器实现了DC/DC Boost PFC模块的并联控制,开关频率为120kHz,取得了良好的均流性能,降低了功率开关管的电流应力;同时,使它们的高频开关相位均匀错开120°,实现了电感电流的交错,减小了输入电流的高频纹波,减小了输入EMI滤波器的差模电感.实验结果证明了该控制方案的可行性,为并联的功率因数校正模块的数字控制提供了一个良好的解决方案.     

自适应下垂控制的三电平DC/DC变换器并联均流方法研究

分析传统下垂控制的三电平DC/DC变换器多模块并联均流电压偏差较大,且各并联模块功率不均分的原因,提出了一种自适应下垂控制的三电平DC/DC变换器多模块并联均流控制方法。通过实时采集各并联变换器的电压和电流,建立变换器下垂系数与负荷功率之间的数学模型,自适应调整下垂系数使直流母线电压跟随给定值。构建直流微电网仿真模型,在相同工况下利用MATLAB/Simulink软件平台,仿真分析传统下垂控制和自适应下垂控制对三电平DC/DC变换器多模块并联直流母线电压降落和功率分配进行对比分析,验证了自适应下垂控制对三电平DC/DC变换器多模块并联的可行性,实现了不同额定功率的三电平DC/DC变换器间的"功率均分",同时极大地改善了由于线路阻抗导致的电压降,提高了直流母线的电能质量。     

电动汽车充电电源并联均流技术

电动汽车充电电源目前主要是采用多个充电电源并联供电方式实现大功率输出。这里以电流控制模式的充电电源模块为研究对象,研究了电流控制模式的充电电源自动实现多模块并联均流的原理,并在LTC3722-1集成控制器仿真建模基础上实现了电流内环控制电压外环,指出了电动汽车充电电源采用电流控制模式实现多模块并联均流的优点及其可行性。     

一种不间断电源并联运行控制方式的研究

鉴于多模块并联型不间断电源系统可柔性地扩展供电容量,建立了具有高可靠性的并联冗余系统。本文提出了一种基于初相位、电压下垂概念的不间断电源多模块并联系统的无互联线负载均流控制策略。该策略无单独的并联控制单元,并联模块除了在负载端相连外,无其它互联线。文中分析了在不间断电源多模块并联系统中,以有功功率和无功功率作为控制变量,当不间断电源中并联单元的输出电压相位或幅值不同时,有功功率和无功功率的环流特性;设计了实现该策略的控制电路,它由具有电流内环控制器和电压外环控制器的差频式高频链逆变电路构成;为了验证理论分析的正确性,对两个10kVA 不间断电源模块并联系统进行了动、静态实验研究,实验结果显示了并联系统具有良好的均流效果。     

IPOP型高频大功率磁控溅射电源的研制

高频磁控溅射电源输出双极性高频脉冲,应用于对称孪生靶磁控溅射镀膜。随着工业化的进程,大功率电源的研制具有重要的意义。提出了基于标准化模块输入侧并联、输出侧并联组合的高频电源设计和研制。模块电源经过DC/DC电路、DC/AC电路、高频升压隔离、高频均流单元后并接到负载侧。针对输出并联运行时幅值和相位的严格同步要求,设计高频均流单元实现开环均流特性。采用总控单元实现上位机通讯、均流外环算法、高频脉冲同步、电弧高速保护等功能。通过样机实验重载和轻载验证可知:各模块的高频输出同步一致,高频均流单元和总控单元的均流算法可实现模块电流的平衡,总控策略有效,电源稳定性良好。     

38V／100A可直接并联大功率AC／DC变换器

介绍了一种38V／100A可直接并联的大功率AC／DC变换器。采用了有源功率因数校正技术以实现系统的高功率因数。DC／DC主电路采用电流型PWM芯片UC3846控制的半桥变换器，并提出了一种新的IGBT驱动电路。为了满足电源直接并联运行的需要，设计了以均流芯片UC3907为核心的均流电路。     

基于储能的双向DC/DC变换器电源系统控制策略

以燃料电池、超级电容器和DC/DC变换器为核心构建了多端口电源系统,分析了各组成单元的结构功能和能量管理方案。针对基于超级电容器储能的并联双向DC/DC变换器,建立了数学模型,提出了融合分段比例积分(PI)调节和滑模控制的智能控制策略,基于电压、电流的双闭环控制策略,实现了并联双向DC/DC变换器的均流控制、能量快速传递控制和超级电容储能单元电压的稳定控制。根据系统需要,设计了变换器的电路元件参数,实验分析验证了基于储能的并联双向DC/DC变换器系统的智能控制策略的有效性。     

DC/DC模块有源均流技术研究

在电力电子系统集成研究中，利用标准模块集成电力电子应用系统的过程中，必然设计到标准模块的级联和并联运行。该文主要研究标准模块的并联运行技术。如何平均分配负载电流是并联技术的一个重要方面。在中等功率场合，有源均流法被广泛采用。该文从均流的内在原理出发，对各种均流方法进行了系统的总结和分类，总结了18种可能的有源均流方法。并对18种有源均流方法进行了系统的仿真研究。通过仿真分析，得到8种实用的均流方法，并对这8种方法的优缺点进行了讨论。从中功率系统集成的角度出发，对方案进行了优选，在通用场合，外环调节的均流控制方法是较好的选择。     

基于飞跨电感的高升压比级联式DC/DC变换器

高升压比DC/DC变换器在微电源并网、不间断电源以及车载电源等场合均有广泛应用。飞跨电感模块,既具有升、降压能力,又可以实现能量双向流动。利用多个飞跨电感模块输入、输出端串、并联组成共正极、共负极和不共地3种不同结构的级联式高升压比DC/DC变换器,其均可在较合适的占空比下维持较低的电流应力,获得高电压增益。模块间采用载波移相调制可以减小模块输入侧电流纹波、变换器输出电压纹波和输出滤波电容容值。详细介绍了飞跨电感模块和DC/DC变换器的结构及工作原理,并以其中不共地变换器拓扑为例通过仿真和实验验证了其正确性。所提变换器具有电压增益便于调节、扩容方便和应用范围广等优点。     

基于滑模控制的低压大电流电源仿真研究

该电源分为前级PWM整流器部分和后级DC/DC模块部分.工作过程是将市电三相380 V AC变换成低压大电流输出,其输出电压在0～50 V DC,电流在0～3 000 A DC.后级采用多DC/DC模块并联设计,任何一路发生故障,可以通过软件设计将故障模块退出运行,让没有运行的模块进入到运行状态中,大大提高了整个系统的稳定与可靠性.在前级PWM整流器部分普遍采用PI控制,由于该电源本身非线性的特点.电源输出电流与电压普遍存在超调量较高现象.提出一种针对该电源中PWM整流器部分,采用的滑模控制方法,在PSCAD中建立模型对两种控制方法进行仿真,仿真结果对比后可知,滑模算法具有降低电压与电流的超调量,有效改善该电源的效率.     

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。     

DC/DC变换器无均流线均流控制方法

对DC／DC变换器无均流线均流控制方法进行了研究。利用变换器输出端传递的交流信号来实现均流控制具有其它均流控制方法所不具备的优点。非常适用于大量模块并联时的均流控制。对采用这种均流控制的并联电源系统进行了介绍，并对均流控制方法的基本原理进行了详细的分析。为验证这种控制方法，对采用3个模块的并联系统进行了仿真试验。     

DC/DC变换器并联无交错线自动交错控制方案

介绍了一种用于DC／DC变换器并联电源系统的交错控制方案。该方案采用分布式控制,参与并联的每个DC／DC模块都有自己的控制电路。该方案能够实现系统的并联交错运行,并且当系统中参与并联的模块数目发生变化时,能够进行自动调整,使得系统在新的并联模块数目下重新达到交错运行状态,从而实现自动交错。相对于通常的交错控制方案,该方案最大的特点是无需交错线,系统中各模块之间仅通过输出端与负载相连,此外无其他任何连接线,因此能够真正实现模块化,提高了系统的灵活性。无交错线的实现也避免了系统因交错线而引入的运行风险,提高了运行可靠性。中详细阐述了该控制方案的原理及实现过程。研制了一台基于该控制方案的3个模块DC／DC并联电源样机,并进行了实验研究。实验结果表明,该方案是可行的。     

基于UCC39002并联均流的恒压开关电源

利用多个电源模块并联运行是扩大电源系统容量和提高可靠性的有效方法,而并联运行的核心问题是负载均衡。在比较了常用的均流方法和负载共享控制芯片之后,采用最大电流自动均流法,选择高级负载共享控制器UCC39002对相同输出功率模块和不同输出功率模块分别进行并联试验。试验结果表明,并联系统运行良好,模块电源输出电流最大分配误差小于2%,负载调整率也控制在1%以内,满足大多数应用需要。     

模块化大功率电解电源的研究

模块化大功率电解电源需模块间并联输出大电流,由于电源模块的差异化或偶然发生故障,会引起系统功率降低甚至整个系统崩溃。目前电解电源多采用模拟电路的控制方式,该控制方式对外通信不方便,控制方式不灵活,不能满足电源的高精度与高稳定性的要求。在此提出一种基于CAN总线通讯的最大电流均流法。该方法将传统模拟电路中用到的最大电流法与CAN总线通讯控制相结合,通过CAN总线通信控制的方式来实现电源的均流,实现了电源的数字化控制。并针对电源效率优化问题,设计了一种基于辅助电流源网络的电源拓扑结构,提高了电源的效率。在仿真和实验中电源模块实现了软开关,提高了电源的效率,基于CAN总线通讯的最大电流法实现了并联系统的自动均流,且均流效果良好。