DC-DC模塊化組合變流器的研究.pdf

1、電力電子系統集成是電力電子技術發(fā)展的一個重要趨勢，系統集成DC-DC模塊化組合變流器的研究是其中的重要課題之一。為了克服在高壓大功率場合單個功率變換器具有輸入輸出電流脈動大、功率器件的電壓應力高、損耗大、變換器電磁干擾嚴重等缺點，本文研究了具有自然輸入(輸出)均壓與輸出(輸入)均流功能的DC-DC模塊化組合變流器。模塊化功率變換器的主要優(yōu)點有：功率器件的電壓與電流應力低；通過引進一定的冗余模塊，極大的提高了系統的可靠性；標準的功率變換器

2、模塊可以減小生產成本與開發(fā)時間；功率模塊可以很容易的再組合來滿足多種輸入輸出功率等級的需要；可以提高系統的效率與功率密度，特別當引進交錯控制技術的時候。 本文通過大量的實驗研究驗證了兩種輸入端并聯輸出端串聯的模塊化直流變換器和一種輸入端串聯輸出端并聯的模塊化直流變換器的優(yōu)點。在這三種結構中，每個單元模塊在輸入端(或者輸出端)并聯來提高系統的功率等級，在輸出端(或者輸入端)串聯來滿足系統的高電壓等級需要。本文主要以全橋變換器單元為

3、研究對象，來揭示輸入并聯輸出串聯以及輸入串聯輸出并聯模塊化直流功率變換器的特點，其結論可以推廣到正激、推挽等電路。文中的控制方式引入了交錯控制技術與恒定占空比技術，優(yōu)化了系統性能。 文章首先研究了輸入端并聯輸出端對稱串聯的模塊化全橋變換器，得出了這種變換器具有各模塊單元輸出端二極管電壓應力低、開關管電流應力小、輸出均壓、輸入均流、輸入輸出濾波器體積小等優(yōu)點。其次研究了輸入端并聯輸出端不對稱串聯的模塊化變換器，得出了這種結構的變換

4、器具有輸入端并聯輸出端對稱串聯的模塊化全橋變換器的優(yōu)點外，還有輸出濾波電感數量少、動態(tài)響應速度高、系統損耗小等優(yōu)點。然后研究了輸入端串聯輸出端并聯的模塊化變換器，得出了這種變換器具有控制簡單、輸入端開關管電壓應力低、輸入均壓、輸出均流、輸入輸出濾波器體積小等優(yōu)點。 針對模塊組合變換器系統復雜，控制器設計難度大的特點，本文提出了基于能量貢獻等效的系統降階控制方法，降低了控制系統的設計難度。為了驗證本文方案的實用性，分析了模塊元件參