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电子器件 2018年第5期41卷 1177-1184页

作者：宋安然李丽娟稽保健南京工业大学电气工程与控制科学学院南京210000

在输出高电压场合,将较低的输入直流电压变换为较高的直流电压输出。输出端由于存在高压使得输出端器件承受较大的电压应力,存在变换器次级电压偏高、整流二极管电压应力大以及反向恢复时间长等问题。基于此问题,提出以推换变换器为基... 详细信息

在输出高电压场合,将较低的输入直流电压变换为较高的直流电压输出。输出端由于存在高压使得输出端器件承受较大的电压应力,存在变换器次级电压偏高、整流二极管电压应力大以及反向恢复时间长等问题。基于此问题,提出以推换变换器为基本单元,采用多个基本单元推换变换器构成的输入串联输出并联变换器。为了确保该变换器系统的稳定可靠,从能量守恒的角度出发,分析了该变换器中各模块的输出均压之间的关系,给出了输出均压的实现条件。通过建立系统小信号模型,推导出系统的实现条件,最后经试验验证了理论分析的正确性。

关键词：推挽直流变换器输入并联输出串联输出均压控制

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基于推挽拓扑的输入并联输出串联变换器研究与设计

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电子器件 2020年第4期43卷 783-788页

作者：宋安然赵宏顺周德廉宿迁学院机电工程学院江苏宿迁223800

在输出高电压场合,由于存在高压存在,使得输出端器件承受较大的输出高电压和高电压应力。为解决输出端电压应力高等问题,提出以推挽变换器为基本单元,采用多个基本单元在输入端并联且在输出端并联,以此构成以推挽变换器为单元的输入串... 详细信息

在输出高电压场合,由于存在高压存在,使得输出端器件承受较大的输出高电压和高电压应力。为解决输出端电压应力高等问题,提出以推挽变换器为基本单元,采用多个基本单元在输入端并联且在输出端并联,以此构成以推挽变换器为单元的输入串联输出并联组合式变换。给出了组合式变换器系统的小信号模型以及均压稳定条件。根据建立系统小信号模型以及实验样机参数要求,给出变换器驱动电路、变压器磁参数以及逐周期保护电路设计方式,最后经试验验证了理论分析的正确性。

关键词：推挽变换器输入并联逐周期过流输出均压控制

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高压光伏直流汇集中的输入并联输出串联DC/DC变换器的研究

高压光伏直流汇集中的输入并联输出串联DC/DC变换器的研究

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作者：王倩楠哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

随着传统能源所带来的污染问题日益严重,寻求一种清洁无污染的绿色能源已成为现阶段的当务之急,光伏发电技术应运而生。光伏发电目前存在的主要问题在于光伏弃电现象严重,电网输出通道能力与光伏电站的发展程度严重不匹配。导致光伏发... 详细信息

随着传统能源所带来的污染问题日益严重,寻求一种清洁无污染的绿色能源已成为现阶段的当务之急,光伏发电技术应运而生。光伏发电目前存在的主要问题在于光伏弃电现象严重,电网输出通道能力与光伏电站的发展程度严重不匹配。导致光伏发电站的整体工作效率低下,能源浪费。因此需要通过借鉴柔性直流输电技术,研究基于高压直流输电的大型光伏电站能源外送技术方案,减少损耗,提升光伏发电效率。输入并联输出串联组合变换器适用于输入侧与输出侧电压变比较高的大功率场合,因此可将输入并联输出串联组合变换器应用于光伏发电技术中,对光伏发电板升压汇集输出,提高能源利用率。本文介绍了应用于高压光伏直流汇集中的输入并联输出串联组合变换器,其中的DC/DC子模块选用双有源桥DC/DC变换器。本文介绍了子模块双有源桥变换器的拓扑结构,对双有源桥变换器的工作运行原理、软开关实现、传输的有功功率、传输的无功功率等指标做了推导计算。根据推导计算的结果对双有源桥的电路参数进行了设计。随后对影响输入并联输出串联组合变换器输入侧稳压、输出侧均压的各种因素进行了分析讨论。为保证光伏阵列板能始终工作在最大功率点位置,对输入侧稳压进行了PI控制器参数设计;为保证组合变换器的输出侧能够不受子模块参数不一致、外界扰动的影响,对输出稳压控制环进行了控制器参数设计。基于以上理论分析,使用Matlab/Simulink仿真软件对输入并联输出串联DC/DC组合变换器搭建开环、闭环仿真模型。根据仿真结果验证了对双有源桥DC/DC变换器工作特性的理论推导、实验参数设计的合理性;验证了在输入侧电压波动的情况下,组合变换器的输入侧电压能够在PI控制器的控制下保证在参考值附近。在子模块参数波动的情况下,IPOS-DAB组合变换器输出侧的子模块电压能够实现均分。最后,设计相控板与子模块的硬件电路,搭建两模块的输入并联输出串联组合变换器实验平台,编写基于Verilog语言的开环闭环程序,在实验平台上实现输入并联输出串联DC/DC组合变换器的开环闭环实验,验证理论分析及仿真的正确性。

关键词：输入并联输出串联双有源桥输入稳压控制输出均压控制移相控制

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半航空大功率电磁发射机控制技术研究

半航空大功率电磁发射机控制技术研究

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作者：郭文中中国矿业大学

学位级别：硕士

我国西部山区矿产资源丰富,但是由于勘探能力和开采能力的限制,目前国内的矿产资源存在较大的缺口。研究勘探技术与研发勘探装备对于解决我国矿产能源供给紧张的问题有着重要意义。为了能够在山区探测到大地深部的矿产资源,要求电磁发... 详细信息

我国西部山区矿产资源丰富,但是由于勘探能力和开采能力的限制,目前国内的矿产资源存在较大的缺口。研究勘探技术与研发勘探装备对于解决我国矿产能源供给紧张的问题有着重要意义。为了能够在山区探测到大地深部的矿产资源,要求电磁发射机具备高电压、大电流、高稳定精度、轻量化等特点。通过分析现有的各种电磁勘探设备形式,本文以半航空大功率电磁发射机为研究主体,主要做了以下工作:（1）针对目前国内电磁发射机存在功率小、发射电压低和控制精度低的问题,对电磁发射机电路拓扑设计和控制器设计展开研究。在拓扑设计方面,采用4台以IPOS（输入并联、输出串联）方式组合的全桥变换器作为前级供电部分,采用二极管钳位式三电平H桥电路作为后级发射部分,实现了高压、大功率硬件电路的设计。在控制器设计方面,结合DSP和FPGA两种控制器各自的性能优势,设计了一款兼具完整外围电路且运算速度快、控制精度高的控制器,实现对电磁发射机的高精度控制。（2）针对电磁发射机的小信号建模和闭环控制设计,采用开关电源建模方法和自动控制理论对其核心拓扑电路（全桥变换器）进行建模与稳定性分析,并完成了闭环控制环路的设计,得到了具备较高稳定裕度和动态性能的电磁发射机系统,最后通过波特图分析和Matlab仿真验证了该系统的稳定性。（3）针对前级供电部分存在动态性能差、输出电压不均衡的问题,在传统双闭环控制策略基础上引入了负载电流前馈控制和输出均压控制,使得发射机系统具备输出电压均衡的同时,提高了其动态性能,并通过仿真的方式得以验证。（4）针对电磁发射机系统运行所需的软件控制算法,简要阐述了软启动控制、负载电流前馈控制、输出均压控制、三电平发射控制、假负载控制以及GPS同步控制等算法,特别指出了引入假负载后引起中点电压失衡的问题,并从控制波形角度提出了相应的解决方法。这些控制算法均通过仿真的形式得以验证。（5）为了验证理论研究成果,搭建了一台200k W的半航空电磁发射机实验设备,并进行了实验验证。实验结果表明,本文设计的大功率电磁发射机满足项目的性能指标,验证了系统功率拓扑的正确性、控制策略的有效性。

关键词：电磁发射机全桥变换器小信号建模输出均压控制负载电流前馈

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高压直流电源的级联技术分析与应用

高压直流电源的级联技术分析与应用

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作者：杜学光河北工业大学

学位级别：硕士

随着工业的发展,高压直流电源的应用越来越广泛,传统高压电源因体积大,效率低,使其应用受到限制。随电力电子器件的发展,体积小、高频高效的开关电源迅速发展起来。但是由于电力电子器件的工艺水平有限,其耐压等级和容量在高压大容量场... 详细信息

随着工业的发展,高压直流电源的应用越来越广泛,传统高压电源因体积大,效率低,使其应用受到限制。随电力电子器件的发展,体积小、高频高效的开关电源迅速发展起来。但是由于电力电子器件的工艺水平有限,其耐压等级和容量在高压大容量场合不能满足要求,因而提出多电源模块级联(串联或并联)技术。电源模块的级联技术是将低压小功率电源模块通过输入输出的串并联构成一个新的电源系统,也称级联型电源系统。每个低压小功率电源模块称为级联型电源系统的子模块。本文中的高压直流电源的级联技术,是指将电压等级较低的电源模块输入端并联,输出端串联,以获得高电压大功率的电源。由于级联型高压直流电源系统的每个模块的输入端电压自然相等,输出端电流也自然相等,所以级联型高压直流电源系统的关键技术是如何保证每个模块的输出电压以及输入电流不超过模块的设计值。本文选取的子模块为LCC谐振DC-DC模块电源。通过分析单个模块电源的工作原理,设计其稳定工作的电压闭环控制回路,以此为实现模块级联的均压均流。由于级联型高压直流电源的每个模块参数不是完全匹配的,而采用统一的频率控制无法使电源系统稳定工作,所以需要对每个模块分别加以控制。本文采用了两种控制策略,一种是直接控制输出电压均压和系统输出电压闭环的电压双环控制策略,另一种是控制输入电流均流和系统输出电压闭环的输入均流内环控制策略。本文对级联型高压直流电源系统中模块的选择、影响均压的因素以及如何控制模块均压的方法做了详细的设计计算。最后通过仿真验证了两种控制策略都能实现均压均流以及系统输出电压闭环控制的效果。

关键词： LCC谐振逆变模块化级联技术输出均压控制输入均流控制

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模块化光伏直流并网系统分布式自主控制策略

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电力系统自动化 2018年第19期42卷 126-132页

作者：董晓锋吴红飞陆杨军孙凯胡海兵多电飞机电气系统工信部重点实验室南京航空航天大学江苏省南京市210016 电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室清华大学北京市100084

提出了模块化光伏直流并网系统分布式自主控制策略。通过将各模块输出电压信息叠加到输入侧母线电压基准中,不仅实现了输入侧母线电压的无主从调节,而且自动实现了各模块输出电压的均衡控制。所提出的控制策略无需通信或中央控制器,实... 详细信息

提出了模块化光伏直流并网系统分布式自主控制策略。通过将各模块输出电压信息叠加到输入侧母线电压基准中,不仅实现了输入侧母线电压的无主从调节,而且自动实现了各模块输出电压的均衡控制。所提出的控制策略无需通信或中央控制器,实现了串并联模块化光伏直流并网系统的完全分布式自主控制,且能实现故障模块和替换模块的热插拔,具有控制简单、易于实现、可靠性高等优点,并通过实验验证了理论分析的正确性。

关键词：新能源发电直流并网输入并联输出串联输出均压控制

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