一种模块化并联大功率直流电源的减小输出纹波控制方法技术

本发明专利技术公开了一种模块化并联大功率直流电源的减小输出纹波控制方法，通过将一个脉动周期均分为不同的时间延迟，使得输出电流纹波峰谷交错，达到减小纹波的目的，该方法主要针对由

【技术实现步骤摘要】
一种模块化并联大功率直流电源的减小输出纹波控制方法


[0001]本专利技术涉及电力电子控制
，具体为一种模块化并联大功率直流电源的减小输出纹波控制方法
。

技术介绍

[0002]目前随着电力电子器件集成化和功能化等发展优势，开关电源的性能随之大幅提升，但限于功率器件对自身性能的影响，单个电源模块的输出功率只适用于功率要求较小的场合，为满足大功率应用场合的要求，由多个电源模块并联组成的并联系统成为大容量直流电源的常用手段，通过将多个功率容量较小的电源模块并联组合实现对功率要求较大的负载供电，通过改变并联模块数满足不同功率等级要求，三相隔离型
AC
‑
DC
‑
DC
电源具有功率密度大
、
模块化易于扩展等优势，常用为基本电源模块，通过并联的方式扩展，以达到大功率输出的应用要求；
[0003]但是当前的系统前级不控整流输出的六脉动分量对后级隔离型
DC
‑
DC
变换器输出造成影响，使得系统输出存在较大的纹波，在由多个
AC
‑
DC
‑
DC
电源模块组成的并联系统中，并联系统前级输出的六脉动纹波同样会降低整个并联系统输出电压
/
电流质量，并且现有研究中通过附加电路滤波的方式减小输出纹波实施相对复杂，而且增加了电源的应用成本
。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种模块化并联大功率直流电源的减小输出纹波控制方法，可以有效解决上述
技术介绍
中提出但是当前的系统前级不控整流输出的六脉动分量对后级隔离型
DC
‑
DC
变换器输出造成影响，使得系统输出存在较大的纹波，在由多个
AC
‑
DC
‑
DC
电源模块组成的并联系统中，并联系统前级输出的六脉动纹波同样会降低整个并联系统输出电压
/
电流质量，并且现有研究中通过附加电路滤波的方式减小输出纹波实施相对复杂，而且增加了电源的应用成本的问题
。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种模块化并联大功率直流电源的减小输出纹波控制方法，通过将一个脉动周期均分为不同的时间延迟，使得输出电流纹波峰谷交错，达到减小纹波的目的；
[0006]具体的，该方法主要针对由
12
个三相隔离型
AC
‑
DC
‑
DC
电源模块并联组成的研究系统，通过对各个模块的组合控制，将
12
个模块均分为4组控制单元，每个控制单元控制3个模块，分别对模块与控制器做不同时间的延迟控制，减小系统输出纹波，从而实现延迟均流的控制手段；
[0007]在将
12
个模块均分为4组控制单元时，对每组单元分别做
τ1、
τ2、
τ3、
τ4控制延时，此为第二级延迟控制；
[0008]同时，每组控制单元对于3个模块的控制器，再次分别对这3个模块作
t1、t2、t3不同的控制延时，此为第一级延迟控制，通过合理选择延时时间可以使得电流纹波峰值交错，达
到减小纹波的目的；
[0009]关于延迟时间的选取原理为：
[0010][0011][0012]其中，
t
d1
为第一级延迟时间间隔，
x
为每单元所包含模块数，
t
d2
为第二级延迟时间间隔，
y
为单元数，
T
m
为脉动分量的变化周期为
3.3ms。
[0013]根据上述技术方案，所述研究系统的前级为三相不控整流电路，后级为隔离型
DC
‑
DC
变换器，系统输入的三相交流电经不控整流电路后，将通过
L1、C1滤波电路滤波得到后级系统输入电压
u
i
；
[0014]通过控制逆变电路的开关管开断，在隔离变压器
T1前级得到交流方波电压，经变压器变压后接入全桥整流电路，再通过
L2、C2滤波电路滤波得到输出电压
u
o
。
[0015]根据上述技术方案，所述通过将三相电源输入并联
、
直流输出并联，并将输入的三相交流电并联作为并联系统的同一输入源，同样将后级隔离型
DC
‑
DC
变换器的直流输出并联为负载供电，减小每个模块承受的电应力
。
[0016]根据上述技术方案，所述延迟均流的控制手段需要对其进行验证，而为了验证提出的延迟均流控制策略的有效性，通过实验对在传统
PI
控制下加入延迟均流控制，定输出电流进行控制，在传统
PI
控制下单模块输出电流以及并联系统输出电流波形，用于验证所提延迟均流控制具有较好的改善纹波效果
。
[0017]与现有技术相比，本专利技术的有益效果：本专利技术结构科学合理，使用安全方便：
[0018]通过由
12
个隔离型
AC
‑
DC
‑
DC
模块并联构成系统，通过将三相电源输入并联
、
直流输出并联，设计灵活，减小了每个模块承受的电应力，提高了系统功率密度，并且，通过对各个模块的组合控制，将
12
模块均分为4组单元，每个控制单元控制3个模块，分别对模块与控制器做不同时间的延迟控制，通过合理选择延时时间可以使得电流纹波峰值交错，从而减小系统输出纹波；
[0019]综上所述，该控制方法通过合理选择延时时间可以使得电流纹波峰值交错，能够有效降低系统输出纹波幅值，从而减小纹波提升输出电流质量，达到提高电能质量的目的
。
附图说明
[0020]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制
。
[0021]在附图中：
[0022]图1是本专利技术单模块三相隔离型
AC
‑
DC
‑
DC
电源拓扑结构示意图；
[0023]图2是本专利技术由
12
个
AC
‑
DC
‑
DC
模块并联组成的系统拓扑结构示意图；
[0024]图3是本专利技术延迟均流控制的示意图；
[0025]图4是本专利技术延迟均流控制的原理图；
[0026]图5是本专利技术在
PI
控制下加入延迟均流控制后系统稳态输出电流示意图；
[0027]图中和文中各符号为：
u
a
、u
b
、u
c
表示输入的三相交流电压；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种模块化并联大功率直流电源的减小输出纹波控制方法，其特征在于：通过将一个脉动周期均分为不同的时间延迟，使得输出电流纹波峰谷交错；具体的，该方法主要针对由
12
个三相隔离型
AC
‑
DC
‑
DC
电源模块并联组成的研究系统，通过对各个模块的组合控制，将
12
个模块均分为4组控制单元，每个控制单元控制3个模块，分别对模块与控制器做不同时间的延迟控制，减小系统输出纹波，从而实现延迟均流的控制手段；在将
12
个模块均分为4组控制单元时，对每组单元分别做
τ1、
τ2、
τ3、
τ4控制延时，此为第二级延迟控制；同时，每组控制单元对于3个模块的控制器，再次分别对这3个模块作
t1、t2、t3不同的控制延时，此为第一级延迟控制，通过合理选择延时时间可以使得电流纹波峰值交错，达到减小纹波的目的；关于延迟时间的选取原理为：关于延迟时间的选取原理为：其中，
t
d1
为第一级延迟时间间隔，
x
为每单元所包含模块数，
t
d2
为第二级延迟时间间隔，
y
为单元数，
T
m
为脉动分量的变化周期为
3.3ms。2.
...

【专利技术属性】
技术研发人员：石新春，李建昭，
申请(专利权)人：保定稳固电气有限公司，
类型：发明
国别省市：