大功率直流电源并联运行的均流控制.pdf

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1、第45卷第3期电力电子技术Vo1．45，No．32011年3月PowerElectronicsMarch2011大功率直流电源并联运行的均流控制张强，姚绪梁，张敬南(哈尔滨工程大学，自动化学院，黑龙江哈尔滨150001)摘要：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

2、直流电源模块的并联运行均流控制。关键词：直流电源：均流控制：最大电流均流法中图分类号：TN86文献标识码：A文章编号：1000—100X(2011)03-0073-03CurrentSharingControlintheParallelOperationofDCPowerSuppliesZHANGQiang，YAOXu—liang，ZHANGJing—nan(HarbinEngineeringUniversity，Harbin150001，China)Abstract：Withtheincreaseofvariouselectr

3、icalequipment，large—capacitypowersupplyisrequiredtomeetthetlr-gentdemand．ThetechniqueofthepowersupplywhosecapacityismorethanMWisnotyetmature，SOparalleloper—ationofpowersuppliesisadoptedtosolvethisproblem．Howtoachievecurrentsharingcontrolintheparallelopera—tionofDCpow

4、ersuppliesispresented，andtheadvantagesanddisadvantagesofthemaximalcurentsharingmethodareanalyzed．Keywords：directcurrentpowersupply；curentsharingcontrol；maximalcurrentsharingmethodFoundationProject：SupposedbytheNationalNaturalScienceFoundationofChina(No．50907013)；Inno

5、vationIn—telligencyResearchofHarbinScienceandTechnologyFoundation(No．2009RFQxG078)1引言目前，在并联的电源系统中，实现均流控制常用的技术有：输出阻抗法、主从设置法、平均电流随着电力电子技术的发展。以及大量电子设均流法l11、最大电流均流法l21、热应力自动控制法备的广泛应用，对大容量、高安全可靠性电源系统和外加均流控制器均流法等。经过比较，在此的需求目益迫切。受目前半导体开关器件水平的选用了最大电流均流法作为所研究的大功率电源限制。单台大容量(兆瓦

6、级)电源技术尚不成熟，因模块并联运行时的均流控制策略，并针对均流效此模块化的大功率电源系统应运而生，即多个并果进行了仿真和实验验证。联运行的大功率电源模块共同为负载提供电能。受误差的不可避免性和工艺水平的限制等因2大功率直流电源设计素影响，并联运行的各电源模块的参数都会存在采用DC／DC变换电源，额定容量为5OkW，主差异，致使其外特性不尽相同。带载运行时．会导电路采用双向Buck电路结构，如图1所示。致输出电流大的电源模块热应力变大，损坏机率上升，可靠性降低。因此，在多电源模块并联运行的电源系统中必须引入有效的负载电流均流控制

7、，防止一台或多台电源模块运行在电流极限值(限流)状态。图1DC／DC电源主电路结构图正常运行时，电源输入电压为1kV，经过基金项目：国家自然科学基金项目(5o907013)；哈尔滨科Buck电路斩波，输出电压为稳定800V；当负载侧技创新人才研究专项资金项目(20O9RFQxG078)能量回馈时，双向Buck电路工作在升压状态，将定稿日期：2010一O1—31800V侧多余的能量回馈至1kV电压侧。半导体作者简介：张强(1975一)，男，吉林人，博士，研究方向为电力电子技术在电机及电力系统中的应用。器件选用IGBT，其开关频率为

8、1kHz。电路中电感73第45卷第3期电力电子技术Vo1．45．No．320l1年3月PowerElectronicsMarch2011L=5mH，电容C=940IxF。DC／DC变换过程中，采用电压、电流双闭环的PI控制，其控制框图如图2所示。实际输出电压图4