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交直流微电网中变换器级联系统稳定性分析与协同控制
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作者 黄旭程 何志兴 +5 位作者 伍文华 陈智勇 魏新伟 周乐明 杨苓 罗安 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第5期1432-1443,共12页
交直流微电网将成为未来配用电系统的重要组成形式,受到广泛的关注。但其中的恒功率负载具有负阻抗特性,容易引发母线电压振荡,不利于系统稳定运行。该文以控制母线电压的源变换器双向DC/DC和控制功率的负载变换器双向DC/AC为研究对象,... 交直流微电网将成为未来配用电系统的重要组成形式,受到广泛的关注。但其中的恒功率负载具有负阻抗特性,容易引发母线电压振荡,不利于系统稳定运行。该文以控制母线电压的源变换器双向DC/DC和控制功率的负载变换器双向DC/AC为研究对象,建立直流变换器级联系统的等效阻抗模型,并进行稳定性分析。研究表明,LC滤波器会增大系统低频段输出阻抗,造成直流母线电压出现输出阻抗峰值频率附近的振荡。对此,该文提出一种协同控制方法,引入电压和功率协同控制,同时调整源变换器的输出阻抗和负载变换器的输入阻抗,从而减少级联系统输出阻抗的幅值并增加输入阻抗的相位,扩大系统的稳定裕度。最后,通过仿真和实验验证该文的分析和所提控制方法的有效性。 展开更多
关键词 双向DC/DC变换器 双向DC/AC变换器 阻抗稳定性判据 LC滤波 协同控制
退役锂电池充放电系统 预览
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作者 刘云 王海欣 黄海宏 《电器与能效管理技术》 2019年第6期53-57,共5页
为实现对退役锂电池组的健康状态评估,设计了一套锂电池组自动充放电系统。整个系统由AC/DC双向变流器、双向DC/DC变换器以及数据采集模块组成,模块独立并通过RS-485与上位机在线通信。系统可实现对电池组的三阶段自动充电以及恒流放电... 为实现对退役锂电池组的健康状态评估,设计了一套锂电池组自动充放电系统。整个系统由AC/DC双向变流器、双向DC/DC变换器以及数据采集模块组成,模块独立并通过RS-485与上位机在线通信。系统可实现对电池组的三阶段自动充电以及恒流放电,在线对电池的状态进行数据采集自动生成EXCEL表格,用于锂电池组的残余容量分析。 展开更多
关键词 退役锂电池组 电池充放电系统 AC/DC双向变流 双向DC/DC变换器 能量回馈
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直流微网双向DC/DC变换器的电容电荷平衡控制策略 预览
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作者 甘洋洋 刘晓东 +1 位作者 刘宿城 董保成 《电气自动化》 2019年第2期8-10,69共4页
由微源和负载等的功率波动引起的直流母线电压波动,成为影响直流微网电能质量的重要因素。通过双向DC/DC变换器连接超级电容等储能设备,可进行功率平衡调节,以保证直流微网母线电压的稳定。为实现直流微网母线电压的快速恢复,采用了一... 由微源和负载等的功率波动引起的直流母线电压波动,成为影响直流微网电能质量的重要因素。通过双向DC/DC变换器连接超级电容等储能设备,可进行功率平衡调节,以保证直流微网母线电压的稳定。为实现直流微网母线电压的快速恢复,采用了一种基于电容电荷平衡控制的复合控制策略,并推导出一系列理论方程来设计相应的复合控制器。最后通过PSIM仿真验证了复合控制策略的快速性和有效性。 展开更多
关键词 电容电荷平衡控制 双向DC/DC变换器 直流微网 超级电容 暂态响应 非线性控制
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基于双向DC/DC智能母联的直流电源系统的研究 预览
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作者 张建华 李欧 《通信电源技术》 2019年第8期24-25,共2页
目前,变电站采用的双充双电直流电源系统供电方式在电网和蓄电池同时故障时将导致变电站控制和保护电源失电,从而影响变电站电网设备的安全运行。因此,提出了一种基于双向DC/DC变换器的智能型母联装置,使两段直流母线互为备用,提高了变... 目前,变电站采用的双充双电直流电源系统供电方式在电网和蓄电池同时故障时将导致变电站控制和保护电源失电,从而影响变电站电网设备的安全运行。因此,提出了一种基于双向DC/DC变换器的智能型母联装置,使两段直流母线互为备用,提高了变电站直流系统的可靠性,保证电网安全运行。 展开更多
关键词 双向DC/DC变换器 直流系统 母联装置 智能
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交错并联BOOST电路的PI-模型预测控制方法研究 预览
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作者 綦慧 匡凯 《电气传动自动化》 2019年第2期1-4,46共5页
在新能源工业中双向DC/DC变换器的作用举足轻重。基于两相交错并联BOOST拓扑,分别从目标电压跟随、电流纹波、响应速度等角度,采用传统PI控制器与模型预测控制算法相结合的方法,对BOOST模式下DC/DC变换器输出电压超调量与稳态误差、系... 在新能源工业中双向DC/DC变换器的作用举足轻重。基于两相交错并联BOOST拓扑,分别从目标电压跟随、电流纹波、响应速度等角度,采用传统PI控制器与模型预测控制算法相结合的方法,对BOOST模式下DC/DC变换器输出电压超调量与稳态误差、系统调节时间等方面的性能展开研究。实验结果充分验证了设计方案的可行性和有效性。 展开更多
关键词 双向DC/DC变换器 交错并联BOOST拓扑 PI控制 模型预测控制
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独立输入并联输出双有源全桥DC-DC变换器无电流传感器均流控制
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作者 曾进辉 孙志峰 +1 位作者 雷敏 兰征 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第7期2144-2155,共12页
针对电力电子变压器(power electronic transformer,PET)中的独立输入并联输出双有源全桥(dual-active-bridge,DAB)DC-DC变换器的功率平衡问题,基于双重移相控制(dual phase shift,DPS)提出一种无电流传感器均流控制策略,可保证系统各相... 针对电力电子变压器(power electronic transformer,PET)中的独立输入并联输出双有源全桥(dual-active-bridge,DAB)DC-DC变换器的功率平衡问题,基于双重移相控制(dual phase shift,DPS)提出一种无电流传感器均流控制策略,可保证系统各相DAB模块在参数不匹配或输入电压幅值不相等时能实现传输功率的自动平衡。该方法通过扰动实现系统参数的自动估算,并完成各相并联输出模块的逐级自动均流,从而实现各DAB并联模块的功率平衡控制;相比传统的单移相均流控制方法,提高了变换器运行效率的同时简化了系统电路降低成本。以两相独立输入并联输出系统为例,搭建10kW实验平台进行稳态和暂态实验,验证所提出控制方法的可行性和优越性。 展开更多
关键词 双向DC-DC变换器 独立输入并联输出 双重移相 无电流传感 均流控制
基于开关序列的光伏储能双向DC-DC变换器预测电流控制方法
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作者 杨惠 晁凯悦 +2 位作者 孙向东 张琦 骆姗 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2019年第1期300-307,共8页
在光伏储能系统中,负荷和分布式电源的波动以及投切等因素会引发直流母线电压产生波动,为了改善系统的输出性能,进一步提高系统的稳定性,提出一种基于开关序列的光伏储能双向DC-DC变换器预测电流控制策略,采用预测电流控制器取代传统的... 在光伏储能系统中,负荷和分布式电源的波动以及投切等因素会引发直流母线电压产生波动,为了改善系统的输出性能,进一步提高系统的稳定性,提出一种基于开关序列的光伏储能双向DC-DC变换器预测电流控制策略,采用预测电流控制器取代传统的电流环PI控制器及调制环节,有效地提高了系统的快速性和稳定性。通过引入开关序列近似实现定频控制,解决了传统预测电流控制方法因开关频率不固定导致的电流纹波较大问题。实验结果表明基于开关序列的光伏储能双向DC-DC变换器预测电流控制策略能够有效改善蓄电池电流纹波、抑制直流母线电压波动,提高光伏储能系统的动态性能和抗干扰能力。 展开更多
关键词 光伏储能 开关序列 预测电流控制 双向DC-DC变换器
用于电池储能装置的双向DC-DC变换器设计
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作者 王瑾 黄刚 +1 位作者 刘彩云 黑鸿中 《电子测量技术》 2019年第6期62-66,共5页
针对传统方法由两个单向DC-DC变换器构成的电池储能装置,存在效率较低、功能少、重量较大、电路复杂等问题,设计了一个双向DC-DC变换器可实现对锂电池高效率的恒流充电和恒压放电。主控单元以STC12C5A-60S2单片机为核心,采用同步整流Buc... 针对传统方法由两个单向DC-DC变换器构成的电池储能装置,存在效率较低、功能少、重量较大、电路复杂等问题,设计了一个双向DC-DC变换器可实现对锂电池高效率的恒流充电和恒压放电。主控单元以STC12C5A-60S2单片机为核心,采用同步整流Buck-Boost电路,驱动部分以IR2104为中心控制功率MOS管。恒压充电范围1~2 A,电流步进值不大于0.1 A,电流控制精度不低于5%,充电效率大于95%;恒压放电电压30±0.5 V,放电效率大于90%;充放电过程可程控转换,具有过充保护功能。实验结果表明,整个设计样机实现电路简单,充放电效率高,重量不超过500 g,具有一定的实际应用价值。 展开更多
关键词 双向DC-DC变换器 高效率 BUCK-BOOST IR2104
混合动力系统稳定性研究 预览
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作者 王海腾 王运达 于薇薇 《电子设计工程》 2019年第1期111-115,122共6页
采用Buck/Boost电路作为双向DC/DC变换器的基本拓扑,基于平均变量法建立双向DC/DC变换器的等效模型,求解推导双闭环控制策略下DC/DC变换器的闭环阻抗。绘出列车正常运行时在不同速度下的闭环阻抗波特图及阻抗比奈奎斯特曲线图,根据级联... 采用Buck/Boost电路作为双向DC/DC变换器的基本拓扑,基于平均变量法建立双向DC/DC变换器的等效模型,求解推导双闭环控制策略下DC/DC变换器的闭环阻抗。绘出列车正常运行时在不同速度下的闭环阻抗波特图及阻抗比奈奎斯特曲线图,根据级联系统的阻抗稳定性判据,分析各速度下系统稳定性,并搭建仿真模型进行验证。分析了Boost电路中电感、电容参数值对系统稳定性的影响,以此为依据提出引入虚拟电容提高系统稳定性的改进方案,并根据稳定性判据及仿真结果验证了改进方案的有效性。 展开更多
关键词 双向DC/DC变换器 平均变量法 级联系统稳定性 阻抗稳定性判据
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基于复合式发电系统的双向DC/DC变换器研究 预览
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作者 李延宾 陈峰泉 《机电工程技术》 2019年第5期221-223,254共4页
太阳能、风能、潮汐能等分布式能源研究与应用日益广泛,采取了一种含储能系统的分布式发电系统模型,利用超级电容构成的储能系统减少分布式能源由于间歇性、不持续性、易波动性给电网带来的冲击。超级电容经双向DC/DC变换器向直流母线供... 太阳能、风能、潮汐能等分布式能源研究与应用日益广泛,采取了一种含储能系统的分布式发电系统模型,利用超级电容构成的储能系统减少分布式能源由于间歇性、不持续性、易波动性给电网带来的冲击。超级电容经双向DC/DC变换器向直流母线供电,针对传统变换器电流纹波较大、开关器件电压应力高的问题,研究了一种新型双向DC/DC变换器,分析了其工作原理,结合一种移相控制策略,能增强系统运行稳定性,减少了能量损耗,提高系统转换效率。 展开更多
关键词 分布式能源 储能系统 复合式发电系统 双向DC/DC变换器
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新型双向大变比DC/DC变换器研究 预览
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作者 王亮 徐玉珍 《电器与能效管理技术》 2019年第16期10-14,21共6页
双向大变比DC/DC变换器越来越广泛地应用于新能源发电、电动汽车、UPS和照明智能电网等新型应用领域,而高效、低纹波、低应力、低EMI是该类变换器发展趋势。提出一种耦合电感双向大变比DC/DC变换器。通过对传统DC/DC变换器的变形,引入... 双向大变比DC/DC变换器越来越广泛地应用于新能源发电、电动汽车、UPS和照明智能电网等新型应用领域,而高效、低纹波、低应力、低EMI是该类变换器发展趋势。提出一种耦合电感双向大变比DC/DC变换器。通过对传统DC/DC变换器的变形,引入耦合电感到输入端,不仅使得输入、输出端均有电感,从而减小了输入、输出的纹波,同时还提高了变换器的电压变比,并避免在极限占空比的情况下出现大电压变比,且该变换器能够实现电能双向变换与处理。重点对电路的工作原理和模态变化作了详细分析,并通过仿真和搭建100W的试验样机,验证了所提电路理论分析的正确性和可行性。 展开更多
关键词 双向DC/DC变换器 大变比 耦合电感 工作原理
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微型电网双向DC/DC控制策略研究 预览
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作者 赵梅花 吴茜琼 +2 位作者 孙南海 李广伦 武超 《邵阳学院学报:自然科学版》 2019年第3期36-41,共6页
分析户用型微电网系统Buck/Boost型双向直流斩波器(DC/DC)分别运行于Buck、Boost两种不同模式时的控制机理;针对不同运行模式,分别提出储能微源恒电流充电控制策略和恒母线电压放电控制策略。恒电流充电控制策略可实现储能装置稳态及直... 分析户用型微电网系统Buck/Boost型双向直流斩波器(DC/DC)分别运行于Buck、Boost两种不同模式时的控制机理;针对不同运行模式,分别提出储能微源恒电流充电控制策略和恒母线电压放电控制策略。恒电流充电控制策略可实现储能装置稳态及直流母线电压突变时的恒电流充放电,恒母线电压放电控制策略既可满足系统稳态运行控制,也能满足直流母线参考电压突变及负载突变条件下的动态运行控制;仿真结果证明控制策略实现了期望的控制目标。 展开更多
关键词 户用微电网 储能系统 双向DC/DC变换器 恒流充电 恒压放电
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应用于车载充电器的双向DC-DC变换器综述 预览
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作者 蒋超 杜贵平 《电源学报》 CSCD 北大核心 2019年第4期1-9,共9页
在车载充电器的工作环境中,双向DC-DC变换器要满足功率密度大和宽输出电压范围以及体积小和效率高等条件。根据是否存在电气隔离,车载充电器的双向DC-DC变换器拓扑大致可分为非隔离型和隔离型。不同类型的变换器其拓扑结构和控制方法都... 在车载充电器的工作环境中,双向DC-DC变换器要满足功率密度大和宽输出电压范围以及体积小和效率高等条件。根据是否存在电气隔离,车载充电器的双向DC-DC变换器拓扑大致可分为非隔离型和隔离型。不同类型的变换器其拓扑结构和控制方法都不尽相同,相应地有不同的性能表现,同时,宽禁带器件的发展也在提升双向DC-DC变换器性能方面表现出了巨大的潜力。对这些拓扑和控制方法的演变过程进行了详细地分类和总结,对新器件带来的影响进行了综合叙述,同时归纳了目前仍存在的问题,最后提出对其的展望与总结。 展开更多
关键词 车载充电 双向DC-DC变换器 拓扑结构 控制方法 宽禁带
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一种基于MSP430单片机实现的镍氢电池化成系统能量回收装置 预览
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作者 林金亮 胡新福 +1 位作者 赖月华 黄钟森 《装备制造技术》 2019年第5期8-12,21共6页
针对镍氢电池化成测试过程中电池放电以热能形式消耗的现象,提出一种基于MSP430单片机实现的能量回收装置,采用高效AC/DC和DC/DC变换、卡尔曼滤波技术等对传统电路进行改进和算法优化,有效解决系统测试过程中能量回收效率低的问题。
关键词 镍氢电池 双向DC-DC变换器 能量回收 PWM控制
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具有储能环节的电力电子变压器电能质量研究 预览
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作者 党存禄 慈航乐 党媛 《电子技术应用》 2019年第3期118-121,126共5页
为解决电力电子变压器无法抵抗电网电压中断这一问题,将储能环节与电力电子变压器相结合进行研究。其中储能环节由超级电容和双向DC/DC变换器所构成。当电网中发生电压中断时,具有储能环节的电力电子变压器可以维持其低压侧直流电压的... 为解决电力电子变压器无法抵抗电网电压中断这一问题,将储能环节与电力电子变压器相结合进行研究。其中储能环节由超级电容和双向DC/DC变换器所构成。当电网中发生电压中断时,具有储能环节的电力电子变压器可以维持其低压侧直流电压的稳定。给出储能环节中的主要参数与控制策略,在Simulink中建立仿真实验。仿真结果证实:具有储能环节的电力电子变压器具有抵抗电网电压中断的能力,使电网中的设备安全、稳定运行。 展开更多
关键词 电力电子变压 储能 超级电容 双向DC/DC变换器 电压中断
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电动汽车驱动系统新型双向DC-DC变换器小波信号模型分析研究 预览
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作者 黄中 张文娟 +1 位作者 李慧敏 高剑 《船电技术》 2019年第2期1-4,9共5页
现代电动汽车通常需要在加速、减速、低速大扭矩、高速恒功率等状态间频繁转换,会引起直流母线电压出现较大的波动。为了控制直流母线电压的稳定,本文提出了一种新型双向DC/DC变流器,分析出不同模式下小信号模型,再根据小信号模型建立... 现代电动汽车通常需要在加速、减速、低速大扭矩、高速恒功率等状态间频繁转换,会引起直流母线电压出现较大的波动。为了控制直流母线电压的稳定,本文提出了一种新型双向DC/DC变流器,分析出不同模式下小信号模型,再根据小信号模型建立变流器控制模型。通过对比其与传统双向DC/DC变流器的差异,结果表明该新型双向DC/DC具有更小的电压应力以及更高的电压增益,有效提高直流母线电压调节的稳定。 展开更多
关键词 电动汽车 驱动系统 双向DC/DC变换器 小波信号
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双向DC/DC变换器锂离子电池组主动均衡控制 预览
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作者 黄永红 沈洋洋 +1 位作者 陈坤华 于丰源 《电子器件》 CAS 北大核心 2019年第1期142-146,共5页
针对锂离子电池组经过多次充放电带来的电池组容量不一致、使用性能下降等问题,提出一种双向DC/DC变换器锂离子电池主动均衡控制。设计了以Buck-Boost型电路为主体,电感作为储能元件的主动均衡控制拓扑,通过NBT电池测试平台获取4000组... 针对锂离子电池组经过多次充放电带来的电池组容量不一致、使用性能下降等问题,提出一种双向DC/DC变换器锂离子电池主动均衡控制。设计了以Buck-Boost型电路为主体,电感作为储能元件的主动均衡控制拓扑,通过NBT电池测试平台获取4000组电池充放电数据,计算该均衡控制可使电池差异度从5.35%变为1.82%。实验结果表明:在正常和过充工作环境下均可有效提高电池组充放电的一致性。 展开更多
关键词 锂离子电池 均衡控制 测试平台 双向DC/DC变换器
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混合动力车用软开关双向DC-DC变换器的研究 预览
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作者 柯玉连 马红波 刘文军 《电工技术》 2019年第16期53-56,共4页
通过引入SCM模式和交错并联技术,提出了一种高效率、高可靠性以及低输入输出电流纹波的双向DC-DC变换器方案。实验室研制了一台1.5kW的交错并联双向DC-DC变换器的原理样机,针对不同的工作模态分别进行了稳态实验,验证了变换器实现能量... 通过引入SCM模式和交错并联技术,提出了一种高效率、高可靠性以及低输入输出电流纹波的双向DC-DC变换器方案。实验室研制了一台1.5kW的交错并联双向DC-DC变换器的原理样机,针对不同的工作模态分别进行了稳态实验,验证了变换器实现能量双向流动的可行性。 展开更多
关键词 混合动力车 双向DC-DC变换器 交错并联 同步导通模式
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太阳能光伏系统双向DC-DC变换器的设计 预览
19
作者 韩猛 李昊远 +1 位作者 刘东立 胡思诚 《电动工具》 2019年第3期14-18,共5页
提出了一种应用于太阳能光伏系统的新型双向DC-DC变换器,引入了辅助开关管、辅助电容、辅助电感和辅助二极管等器件组成的有源缓冲辅助电路。变换器分为Boost工作模式和Buck工作模式,每个工作模式均有8个模态,对变换器的工作状态进行了... 提出了一种应用于太阳能光伏系统的新型双向DC-DC变换器,引入了辅助开关管、辅助电容、辅助电感和辅助二极管等器件组成的有源缓冲辅助电路。变换器分为Boost工作模式和Buck工作模式,每个工作模式均有8个模态,对变换器的工作状态进行了分析。整个双向DC-DC变换器中主开关管能够实现ZVS,辅助开关管能够实现ZCS,减小了系统的开关损耗,提高了整体效率。有源缓冲电路解决了主开关管寄生二极管反向恢复问题,减小了系统的噪声,进一步提升了变换器的效率。通过实验仿真,验证了系统的准确性与可靠性。 展开更多
关键词 太阳能光伏系统 双向DC-DC变换器 ZVS ZCS
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双重移相控制的双主动全桥变换器全局电流应力分析及优化控制策略 预览
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作者 曾进辉 孙志峰 +1 位作者 雷敏 兰征 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第12期2507-2518,共12页
为了减小双主动全桥(DAB)变换器的功率损耗,考虑全局范围内不同传输功率及输入输出电压调节比,提出一种双重移相电流应力优化控制策略,通过分段优化两侧全桥内移相角和桥间外移相角,保证变换器全局范围内电流应力最优。首先对比分析传... 为了减小双主动全桥(DAB)变换器的功率损耗,考虑全局范围内不同传输功率及输入输出电压调节比,提出一种双重移相电流应力优化控制策略,通过分段优化两侧全桥内移相角和桥间外移相角,保证变换器全局范围内电流应力最优。首先对比分析传统单移相、扩展移相和双重移相传输功率特性,得出双重移相功率传输范围及灵活性优势明显,进一步建立双重移相控制所有运行模态的电感电流应力与电压调节比、传输功率及移相角之间的数学关系。在此基础上,推导得出所有模态下变换器工作在最优电流应力状态的移相角条件,并研究优化控制策略的实现方案。搭建5kW实验样机,进行全功率范围内应力与效率对比实验,实验结果验证了所提控制策略的可行性和优越性。 展开更多
关键词 双向DC-DC变换器 双重移相控制 电流应力 优化控制
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