输入串联输出并联组合变换器及其控制策略研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liongliong514
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随着全球经济快速的发展,人们对能源的需求急剧上升,电能作为清洁能源在现代生产生活中发挥着越来越重要的作用。而电池作为电能存储的重要载体应用越来越广泛,大容量电池更是生产生活中不可或缺的,这就对充电系统的耐压等级、功率等级以及功率拓展的灵活性有了更高的要求。输入串联输出并联(ISOP)组合变换器通过标准充电模块的串并联,能够充分发挥低压器件的优势,适用于中高电压输入的大功率场合,深入研究其控制策略对实现系统稳定运行、各模块控制相互独立、提高功率等级和耐压等级拓展的灵活性具有重要意义。在分析ISOP组合系统基本工作原理的基础上,得出只能以控制各个模块输入均压的方式来进一步设计控制策略。在控制策略上,针对电池组恒流充电的背景,主模块采用了输出电流反馈控制,从模块在输出电流反馈控制的基础上又加入了输入均压控制,从而实现了各模块单体输入均压、输出恒流并且控制相互独立的功能,同时改进了主模块的控制策略,实现了所有模块在控制上的统一。利用Plecs软件搭建了仿真模型,分别验证了该策略能够使系统在静态条件下、动态条件下具有良好的性能。在设计补偿器参数时,首先建立单个模块的小信号模型,再将其推广到由两个模块组成的ISOP组合系统小信号模型,在求得系统的传递函数之后分别对主模块和从模块设计补偿系统,提高了系统的稳定性并同时使系统具有快速响应的能力。对组合系统中的主要器件进行了设计、选型,搭建了由两个以全桥结构为主电路的两模块组合系统,负载选择了由两块额定电压为12V的铅蓄电池串联连接而成的电池组。分别在稳定状态、输入电压突变、启动以及待机条件下对组合系统进行实验,实验结果表明本文所采用的控制策略能够实现系统的稳定运行、能够抵抗一定的外界扰动,且效果良好。
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