输入串联输出并联直流变压器控制研究.pdf

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1、弟∞巷弟2期电力电子技术Vo1．45．No．22011年2月PowerElectronicsFebruary2011输入串联输出并联直流变压器控制研究张先进(1．淮海工学院，江苏连云港222005；2．南京航空航天大学，江苏南京210o16)摘要：随着电力电子技术的发展，直流变压器得到了越来越多的关注。为了实现低压功率器件在高压电能变换中的应用，以全桥直流变压器为基本功率模块构成了输入串联输出并联(ISOP)的直流变压器。为了避免最大占空比控制时，由于每个模块参数不一致性造成各模块输入不均压，在此给出了带偏置电压的输入电压闭环控

2、制策略。理论分析和实验结果均表明，ISOP直流变压器能够获得较好的输入均压效果。关键词：直流变压器；输入串联输出并联；均压控制；偏置电压中图分类号：TM4文献标识码：A文章编号：1000一lOOX(2011)02—0091—03．ResearchonaControlMethodofInputSeries·outputParallelDC／DCTransformerZHANGXian-jin(1．HuaihaiInstituteofTechnology，Lianyungang222005，China；2．NanjingUniver

3、sityofAeronautics&Astronautics，Nanjing210016，China)Abstract：Withthedevelopmentofpowerelectronictechnology，DC／DCtransformeris~eusedoninresentyeam．Forrealizinglowvoltagepowerdevicestobeusedinhighvoltageconditions，theinputseries—outputparallel(ISOP)DC／DCtransformerbased

4、onfull—bridgetopologymodelisintroduced．Forthesakeofavoidinginput—voltagenotsharingundermaximumdutyratioofeachfull—bridgemodel，the~edbackControlmethodofinputvoltagebasedonbiasedvoltageisproposed．Theanalysisandexperimentalresultsarepresentedtoverifythetheoreticanalyses

5、．Keywords：DC／DCtransformer；inputseries-outputparallel；voltagesharingcontrol；biasvoltage1引言2全桥直流变压器利用电力电子变换技术实现电压变换和能量图1为全桥直流变压器电路拓扑结构。开关传递的直流变压器得到了越来越多的关注。将其管VS～VS工作在最大占空比条件下。应用于两个交流系统或两个直流系统之间，可以实现系统隔离和能量传递-21。单个功率器件电压应力通常是有限的，无法直接应用于高电压场合。为实现低电压应力器件在高电压场合应用，常采用的技术有

6、：多电平变换【3]、功率器件串联[41和功率模块串联【51等。图1全桥结构直流变压器一些文献提出了以全桥直流变压器模块组成在开关频率足够高，输出滤波电容足够大，器输入串联输出并联(ISOP)的直流变压器，并详细件均为理想器件，并忽略谐振过程等条件下，直流分析了模块输入均压原理和影响均压的因素，但变压器输入电压和输出电压关系为：并未对模块输入均压进行控制。为避免最大占空，，，’ruo(1)比控制时．参数不一致造成模块输入不均压．在凡n。1g／此提出了带偏置电压的输入电压闭环控制策略。式中：为开关周期；n为初、次级匝比；厶为输出电流

7、。实验结果表明，即使模块参数差别较大．采用该由式(1)可知，输出电压不但与输入电压有关，策略仍能获得很好的均压效果。而且与输出电流、开关频率、漏感及匝比等有关。3输入串联输出并联直流变压器定稿日期：2010-09一O1作者简介：张先进(1975一)，男，江苏宿迁人，博士研究生，由全桥直流变压器模块组成的ISOP直流变研究方向为电力电子变流技术和控制。压器结构如图2所示。91第45卷第2期电力电子技术Vo1．,qO，Pio．2011年2月PowerElectmnicsFebruary2011(1)基本实验两个模块参数标称值相同，实

8、际测得频率：模块l频率约为21．22kHz；模块2蹯兰誊兰频率约为2O．64kHz。基本实验数据如表1所示。表1基本实验波形图2高压输入直流变压器cl厂Q／V(￡‘a一“Q)／vujr，A在稳态时，有：30o-330o．00．329．05．55296．2296．