模块化多端口无线电能DC-DC变换器建模及其多向功率流解耦控制策略

作     者：宋钊 刘明 Song Zhao;Liu Ming

作者机构：上海交通大学电子信息与电气工程学院电气工程系上海200240 

出 版 物：《电工技术学报》 (Transactions of China Electrotechnical Society)

年 卷 期：2022年第37卷第24期

页      面：6262-6271页

核心收录：

学科分类：0808[工学-电气工程] 080802[工学-电力系统及其自动化] 08[工学] 

基　　金：上海市自然科学基金项目(21ZR1431100) 台达电力电子科教发展基金项目资助。 

主　　题：多端口DC-DC变换器 无线电能传输 解耦控制 多向功率流 

摘      要：多端口无线电能DC-DC变换器(MWiDC)具备实现可灵活扩展的高效率多端口功率变换的潜力,但其系统建模与功率流控制缺乏一般性理论。为扩充相关理论,该文提出一种模块化MWiDC架构。首先,建立MWiDC的一般性数学模型。在此基础上,提出一种电压功率混合解耦控制策略,并给出该策略下闭环系统直流增益、高频特性和稳定性的数学证明。作为比较,该文对不解耦直接控制策略也进行理论分析,此时闭环系统过于复杂,其稳定性有待证明。最后,以一台三端口原型机为例进行硬件实验及仿真分析。实验结果表明,在不同输入/输出配置或线圈偏移工况下,原型机能实现零电压开关,系统效率可达91%。仿真结果表明,两种控制策略都能实现电压功率混合控制,但解耦控制策略具有更强的抗干扰性。