输入并联输出串联变换器系统的控制策略

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1、2008年8月电工技术学报Vol.23No.8第23卷第8期TRANSACTIONSOFCHINAELECTROTECHNICALSOCIETYAug.2008输入并联输出串联变换器系统的控制策略张容荣阮新波陈武（南京航空航天大学航空电源重点实验室南京210016）摘要将多个直流变换器模块在输入侧并联和输出侧串联，得到输入并联输出串联直流变换器，它可以降低开关管的电流应力和输出整流二极管的电压应力，适用于高输出电压、大功率的场合。为了保证该变换器的可靠工作，必须确保各模块的输出电压均衡。本文从能量守恒的角度出发，揭示了该变换器中各模块的输出均压和输入均流之间的

2、关系，指出可以直接控制各模块的输出电压以使它们均衡，也可以采用输入均流控制来实现输出均压。提出一种新的输出均压的控制方法，它对系统输出电压控制闭环没有影响。同时采用交错控制，可以有效减小输入滤波电容和输出电容。论文最后给出了仿真和实验结果，验证了该方法的有效性。关键词：直流变换器交错控制均流均压能量守恒中图分类号：TM615ControlStrategyforInput-ParallelOutput-SeriesConverterSystemsZhangRongrongRuanXinboChenWu（NanjingUniversityofAeronautics

3、andAstronauticsNanjing210016China）AbstractInput-parallelandoutput-series(IPOS)convertersystems,whichisconstructedfromconnectingmultipledc-dcconvertermodulesinparallelattheinputsideandinseriesattheoutputside,canreducethecurrentstressofallswitchesandthevoltagestressofalltheoutputrecti

4、fiers,sotheyareverysuitableforthehighoutputvoltageandhighpowerDC-DCconversionapplication.InordertomaketheIPOSsystemsworknormally,theoutputvoltagesharing(OVS)ofthemodulesshouldbeensured.ByanalysisoftherelationshipbetweentheOVSandtheinputcurrentsharing(ICS)intermofpowerconservationofe

5、achmodule,itisconcludedthatdirectcontroltoachieveICSalsocanensureOVS.AcontrolstrategyfortheOVSwhichhasnoinfluenceonthesystemoutputvoltageisproposed.Theinterleavingtechniqueisintroducedtoreducetheinputcapacitorsandoutputfiltercapacitors.Thesimulationandexperimentalresultsarepresented

6、toverifytheeffectivenessoftheproposedmethod.Keywords：DC-DCconverter,interleavingcontrol,currentsharing,voltagesharing,powerconservation的电流应力大，而输出电压高使得输出侧器件承受1引言较大的电压应力。许多高输出电压场合，如半导体制造设备、超多模块输入并联输出串联（InputParallelOutput[1-3]声设备、太阳能光伏发电系统和燃料电池系统等，Series，IPOS）变换器系统是一种有效解决上述需要将较低的输入电压变

7、换为较高的电压输出。由问题的方法，它由多个变换器模块在输入侧并联、于输入电压低，输入电流较大使得输入侧开关器件输出侧串联组合而成，其优点是：①每个模块输入电流为Iin/n，可大幅降低开关器件的电流应力，其霍英东教育基金会高等院校青年教师基金(91058)和台达电力电中Iin为总的输入电流，n为模块数；②每个模块提子科教发展基金资助项目。供Po/n，单个模块设计和系统热设计更简单，其中[4-5]收稿日期2007-05-26改稿日期2007-07-29Po为总的输出功率；③若采用交错控制技术，电第23卷第8期张容荣等输入并联输出串联变换器系统的控制策略87流纹波抵

8、消效应使得输入电容的容量减小，在相同I