基于双重移相控制的双有源桥DC-DC变换器最小回流功率优化控制

为提高双有源桥DC-DC变换器的效率,提出一种基于双重移相控制的最小回流功率优化方案。针对双重移相的两种工作模式,分析推导各模式下的传输功率、回流功率及零电压开通（ZVS）特性,采用Karush Kuhn Tucker(KKT)条件法结合零电压开通特性求解实现回流功率最小化的最优移相比组合,由此提出最小回流功率优化方案及相应的控制策略。基于所提控制策略搭建实验样机,分析该方案的动态特性并对其与单移相控制、传统双重移相优化控制下的稳态特性包括回流功率、效率分析。所提优化控制的可行性和有效性在实验结果中得到了验证。     

基于回流功率优化的双重移相控制研究

为了抑制传统单移相控制下隔离型双向全桥DC-DC变换器回流功率较大、开关管应力较大、传输效率较低等问题,提出一种基于双重移相控制下直接功率优化策略。首先,建立传统单移相与双重移相两种控制模式下功率传输的数学模型,针对不同传输功率、电压调节比,通过直接功率控制来求出最优移相角组合形式。然后,在相同传输功率的条件下建立两种控制策略功率传输和回流功率曲线图,对比分析双重移相优化控制相较于传统单移相在传输效率的优越性,且当变换器传输功率越大,优化效果越明显。最后,仿真和分析结果验证了该控制策略的有效性。相较于传统单移相控制而言,该方法不仅可以降低回流功率、减小开关管电流应力,还可以有效提高变换器的传输效率。     

一种应用于航天器分布式供电系统的ZVS三端口DC-DC变换器

提出一种应用于航天器分布式供电系统的零电压开关（ZVS）三端口DC-DC变换器（TPC）。对于集成双Buck/Boost双有源桥DC-DC变换器型TPC,一次侧开关管的ZVS范围与3个端口的电压及3个端口之间的传输功率有关。为了实现一次侧开关管ZVS范围的扩展,提出在电路拓扑结构中引入基于耦合电感的辅助电路,相较于传统ZVS实现方法,该拓扑可防止蓄电池端口电流波形上的陷波,进而有利于航天器分布式供电系统中蓄电池寿命的延长。此外,磁耦合电感可减少电感数量,不仅起到滤波作用,还为主开关管提供ZVS实现条件。最后,搭建TPC样机进行实验验证,结果验证该拓扑与控制方法的可行性。     

基于移相控制的双向DC/DC变换器改进占空比调制策略

文章在移相控制的基础上,介绍和分析了改进占空比调制策略的工作原理,提出了一种新型双向DC/DC变换器调制策略,同时改变某一桥臂上两个开关管的占空比来减小其工作时的功率回流现象。相比于传统单移相控制,该方法具有更小的电流应力和回流功率,扩大了传输功率的调节范围;相比于双移相控制,调节难度相对简单容易实现。最后通过仿真验证了改进占空比调制的可行性。     

一种结合双重移相与鲸鱼算法的直流变换器回流功率控制策略

考虑双有源桥（DAB）流变换器在储能应用场景,建立双端口DAB等效数学模型;在不同移相条件下推导回流功率、传递功率与移相角之间的函数关系。根据适应度函数和惩罚函数,提出双重移相与鲸鱼算法结合的控制策略（DPS-WOA）,可抑制回流功率;该策略可获得全移相比范围内恒定传输功率情况下的最小回流功率移向比组合。DPS-WOA工作原理是：通过鲸鱼优化算法（WOA）对双重移相（DPS）控制方法下的DAB回流功率模型进行最小值求解。对比现有的单重移相（SPS）、DPS、三重移相（TPS）传统优化控制方案验证了控制策略具有更好的回流功率优化能力和全移向范围优化能力。     

基于拓展移相调制的双有源桥回流功率优化策略

在光伏直流汇聚与消纳领域,针对双有源桥DC-DC变换器由于回流功率导致效率降低的问题,在扩展移相调制的基础上,提出一种基于移相比坐标变换的回流功率优化调制策略.所提策略简化了不同模式下的传输功率数学模型,给出了回流功率分段优化运行轨迹,保证了传输功率与坐标变换后外移相比的单调性,根据坐标变换后的外移相比寻求最优移相比组...     

具有模式激活的储能双向DC-DC变换器的有限集模型预测控制方法

针对直流微电网中分布式发电机组输出功率不确定及负荷波动导致系统功率不平衡和直流母线电压不稳定的问题,提出了一种双向DC-DC变换器的模式激活有限集模型预测控制方法,预设了直流母线电压允许波动范围的上下限,利用范围比较器,根据母线电压实际值自动选择储能系统的工作模式,并实现其在不同模式之间的自由切换。仿真结果表明,提出的控制策略在三种模式切换的过程中,能够快速地稳定母线电压值,提高系统的电能质量并延长蓄电池的使用寿命。研究成果可用于指导工程实践。     

基于双向DC-DC变换器的串联电池组主动均衡电路

针对单体电池串联成组使用时出现不一致性的问题,提出了一种基于双向DC-DC变换器的串联电池组主动均衡电路。使用双向DC-DC变换器将单体电池中的高能量输送到能量低的单体电池中,无需额外的存储组件来存储和传送能量,减少了能量损失,提高了均衡效率。根据电池开路电压（open circuit voltage,OCV）与荷电状态（state of charge,SOC）之间近似分段线性的关系,采用以电压和SOC双变量作为均衡策略,通过相互实时修正电压均衡和SOC均衡,使得电池组间能量动态趋于一致。最后通过搭建由4节单体电池组成的均衡电路实验平台,对提出的均衡电路和均衡控制策略进行有效性验证。     

基于滑模变结构的混合微电网接口变换器双向下垂控制

由于混合微电网中的交直流子网具有不同的动态特性,当系统发生负荷突变时,会在双向接口变换器(bidirectional interface converter, BIC)两侧子网间产生功率波动,使交流母线频率和直流母线电压动态响应变差,为此提出了基于分数阶滑模控制器(fractional order sliding mode controller, FOSMC)的双向下垂控制策略。将具有鲁棒性强、响应速度快和抗干扰能力强的滑模变结构控制引入到BIC的控制中,得到改进型的分数阶滑模控制器,以改善系统的暂态响应过程。通过Matlab/Simulink平台搭建了仿真模型,在多种工况下验证了该控制策略的有效性。与传统双向下垂控制相比,该控制算法可以在保证系统原有稳态特性的同时,加快整个系统的响应速度,抑制暂态过程中BIC传输功率的瞬间波动,减小功率波动对交直流子网母线的反作用,提高整个系统的动态性能和抗扰动性能。     

基于Buck和移相控制的三相双有源桥变换器黑启动策略

大功率双向隔离型DC-DC变换器是直流微网的关键装备,其性能对微电网运行具有重大影响。在微网启动及故障后恢复工作时,隔离型DC-DC变换器往往会产生大冲击电流,给微网的可靠运行带来巨大挑战。基于此,以三相双有源桥变换器为研究对象,提出一种可极大降低启动冲击电流的软启动方法,结合Buck模式与移相控制进行启动。此外,对输出电压调节器进行设计,并在其中加入负载电流前馈,在瞬态过程中采用改进型瞬时电流控制,使移相角之间能平滑切换。仿真结果表明,该方法在黑启动过程中可极大地减小冲击电流,且具有更好的动态性能。