【技术实现步骤摘要】
具有自然均压特性的ISOP系统及其控制方法
本专利技术涉及高压直流变换器领域,尤其涉及一种具有自然均压特性的ISOP系统及其控制方法。
技术介绍
在轨道交通、舰船等高压输入低压输出的中大功率场合,为了降低变换器中开关管的电压应力,常常采用多个变换器在输入侧串联和输出侧并联,这就是输入串联输出并联(Input-Series-Output-Parallel,ISOP)系统。ISOP系统的优点是:可以实现模块化设计;每个模块的输出功率只有系统总输出功率的1/n(n为ISOP系统中的模块个数),有利于降低设计难度;每个变换器的输入电压为系统输入电压的1/n,这样开关管的电压应力也降为原来的1/n,便于选取合适的开关管。对于ISOP系统来说,保证其正常运行的关键是要实现各模块之间的输入均压以及输出均流。KasemsanSiri的专利U.S.Patent7773395-UniformConverterInputVoltageDistributionPowerSystem公开了一种具有容错功能的民主均压控制策略,各模块输入电压采样信号分别通过一个二极管连接至均压母线,这样输入电压最高的模块自动成为主模块,其输入电压作为均压母线信号。将各模块的输入电压采样信号与均压母线信号分别进行比较,其偏差信号叠加到系统输出电压环的输出,从而调节各模块的输出功率,最终实现输入均压。XinboRuan等人于2009年4月发表在IEEETransactionsonIndustrialElectronics上的论文“ControlStrategyforInput-Series-Output- ...
【技术保护点】
具有自然均压均流特性的ISOP系统,其特征在于:包括n个由Boost变换器和LLC谐振变换器组成的子模块,其中,n为大于等于2的自然数;每个子模块中,Boost变换器为前级,LLC谐振变换器为后级;Boost变换器的输出作为LLC谐振变换器的输入,两个变换器通过中间母线电容连接;n个子模块的Boost变换器的输入端依次串联,输入电压源的正极接到1#Boost变换器的输入正端,负极接到n#Boost变换器的输入负端;n个子模块的LLC谐振变换器的输出端并联在一起,分别接到输出电阻的正、负端。
【技术特征摘要】
1.具有自然均压均流特性的ISOP系统,其特征在于:包括n个由Boost变换器和LLC谐振变换器组成的子模块,其中,n为大于等于2的自然数;每个子模块中,Boost变换器为前级,LLC谐振变换器为后级;Boost变换器的输出作为LLC谐振变换器的输入,两个变换器通过中间母线电容连接;n个子模块的Boost变换器的输入端依次串联,输入电压源的正极接到1#Boost变换器的输入正端,负极接到n#Boost变换器的输入负端;n个子模块的LLC谐振变换器的输出端并联在一起,分别接到输出电阻的正、负端。2.根据权利要求1所述具有自然均压均流特性的ISOP系统,其特征在于:各子模块中,Boost变换器包括输入电感Lbk、开关管Qbk、升压二极管Dbk以及中间母线电容Cbk;各子模块中,LLC谐振变换器包括开关管Qk1~Qk4、串联谐振电容Crk、串联谐振电感Lrk、励磁电感Lmk、变压器Trk、副边整流二极管Dk1~Dk4、输出滤波电容Cok和输出电阻RLd,其中,k代表子模块序号,k=1,2,…n。3.根据权利要求2所述具有自然均压均流特性的ISOP系统,其特征在于:该系统还包括传感器和控制器,传感器分别采集输入电压和输出电压信号并输出经控制器,控制器的信号输出端分别与每个子模块的开关管连接,实现控制。4.根据权利要求3所述具有自然均压均流特性的ISOP系统,其特征在于:控制器采用模拟电路或DSP实现。5.根据权利1-4任一所述的具有自然均压均流特性的ISOP系统的控制方法,其特征在于:其具体控制过程为:1)对于各子模块的LLC谐振变换器,通过控制器中的PWM模块直接给出固定频率和脉宽的占空比信号,控制每个LLC谐振变换器斜对角的两对开关管分别同时开通和关断,同一桥臂的上下两管为180°互补导通;2)对于Boost变换器:首先,采样ISOP系统的输出电压,与输出参考电压做差,其差值输入至PID调节器;其次,采样输入电压源输入电压,乘以输入电压前馈系数Gff后,其输出叠加到上述PID调节器,其中Gff=-1...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘飞,周光军,阮新波,
申请(专利权)人:南京航空航天大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。