并网UPS的双向DCDC变换器及改进移相控制.pdf

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1、第46卷第9期电力电子技术Vo1．46，No．92012年9月PowerElectronicsSeptember2012并网UPS的双向DC／DC变换器及改进移相控制王立雯，于庆广，肖宜(清华大学，电机工程与应用电子技术系，北京100084)摘要：隔离双向DC／DC变换器作为新一代并网不间断电源(UPS)系统的核心单元直接影响着系统效率。在对传统单移相控制进行分析的基础上，提出一种改进移相控制方法。相比单移相控制，改进移相控制具有两个可调节移相比，通过多变量控制可更加灵活地调节功率大小和流向，从而改善系统电流应力和传输效率特性。给出了改进移相控制的工作

2、原理，并对比分析了单移相和改进移相控制的电流应力特性。利用FPGA和DSP作为主控器件，搭建了系统实验平台，实验结果验证了理论与仿真分析的正确性。关键词：变换器；不间断电源；移相控制：电流应力中图分类号：TM46文献标识码：A文章编号：1000—100X(2012)09—0018—03IsolatedBidirectionalDC／DCConverterforGrid．connectedUPsSystemandItsImprovedPhase．shiftedControlWANGLi—wen，YUQing—guang，XIAOYi(TsinghuaUn

3、wenity，Bering100084，China)Abstract：IsolatedbidirectionalDC／DCconverterbecomesthekeycomponentinstate-of-the-artgrid—connectedunin-terruptiblepowersupply(UPS)sinceitdirectlyaffectsthesystemoverallenergyconversioneficiency．Basedontheanalysisoftraditionalsin~ephase—shiftedcontrolstr

4、ategy，thispaperproposesanimpmvedphase-shiftedcontrolmethod．Comparedwiththeformerone，ithastwoadjustablephase·shiftedratiosandmultivariablecontrollingcanbringmoreflexibilityinenergycontrollingforbothdirectionandcapacityanditdecreasesthesystem’Scurrentstressandimprovesconversionefi

5、ciency．Theoperationprincipleofthisnovelcontrolmethodispresentedandthecurentstresscharacteristicsinbothmethodsarecomparativelyanalyzed．FPGAandDSPareemployedasthekeycontrollingdevices，andanexperimentalplatformisbuilttoverifythecorectnessoftheoreticandsimulationresults．Keywor~：conv

6、erter；uninterruptiblepowersupply；phase—shiftedcontrol；curentstressFoundationProject：SupportedbyNationalNaturalScienceFoundationofChina(No．51077076)1引言一定程度上改善系统性能，但其变压器两侧全桥电路的控制脉冲不对称．而且变换器在功率流向随着信息技术的发展，用户对于电源系统供电不同时需要交换对应全桥的控制脉冲，使得动态质量、供电效率及可靠性等方面提出了更高的要响应速度变慢，控制复杂度增加。求．UPS系统以其优

7、越的性能成为解决上述问题的为减小并网型UPS系统中隔离双向DC／DC一个重要发展方向[1_2】。根据国际电工技术委员会变换器的电流应力，提高系统效率，此处分析了一标准。UPS可分为离线式、交互式、双变换式3类，种改进移相控制方法，并搭建了实验样机对理论其中，双变换式UPS成为当代最主流的UPS结构。分析进行验证。最近几年，智能电网作为新～代能量电网受到全世界的普遍关注。文献[3—4]提出了一种具有2新型并网UPS系统馈电功能的新型并网UPS系统，但在该系统中，2．1新型并网UPS系统结构分析隔离双向DC／DC变换器的控制主要采用传统移新型并网UPS系统

8、结构如图1所示。相控制，具有较大的环流和电流应力，传输效率也VS较低。文献[5—6】提出一种双