基于交错控制的并联式直流电源系统地研究.pdfVIP

基于交错控制的并联式直流电源系统的研究 ● 郑久全 韩建兵 (北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院 北京100083) 冀要{奉立摄出一种新型的基于室培控制的并联式丈功率直藏电■摹统，井对薹空镥控刊的工怍过程和均蕾电略进 {亍了并八的讨论。鼍过电路仿真和样帆实验衰啊．{圭电■系境有较高的供电质量． 关躺；交膏控■均藏 1、 介绍 低压直流电源被广泛的应用于航空、航天、电信等许多工业领域。其中一种典型的 结构为三相交流电经整流滤波及带输出反馈的PwM斩波器生成所需的直流电，这种电 源系统结构简单，工作可靠，整个装置的体积重量较小：而它的缺点是电源的效率较低， 辕出电压纹波较大，尤其在大功率的场合，这些问题变得更加突出。在通常情况下，大 ． ’ 功率直流电源系统—般采取并联供电的方式，和集中式供电系统相比，并联系统有很多 优点Il】。本文将在这种传统电路拓扑结构的基础上提出一种新型的基于交错控制的并联 式大功率直流电源系统，并对其关键问题进行了理论分析和仿真研究，最后用原理样机 作了实验验证． 2． 额型电源的组成 这种新的电源系统主要由一个双绕组的同步发电机、两个三相全波整流电路、两个 靳波电路、检铡电路及控制保护电路组成，系统的框图如圈1． ● 田l新型直流电巍的系统框图 该系统采用两个模块并联的方式，DIC月)c变按部分为典型的Bud【电路。在控制方 式上，采用交错式控制，使两路变换器中的功率开关器件工作在互补状态下，和传统的 三相全波整流及斩波变换的直流电源系统相比有以下优点： ’ (1)采取两个模块并联供电的方式，每个模块只需处理较小的功率，可提高功率器 件开关频率，其开关应力相对减小，通过实现功率冗余，提高了电源系统的可靠性。 (2)结构简单，电源系统的体积小、重量轻，因而维护方便． 捌 耍_—]陌 (3)采用交错控制技术和均流技术可改善供电质量，有效地抑制输出电压纹波． 3．工作原理 ● 图2为采用交错控制的并联式直流电源系统电路原理图。 ● 图2新型交错控制的并联直流电源系统电路原理图 3．1交错控制技术 在这个系统中．两个并联模块共用一个调制波，通过移相控制，让其中一个模块的 调制渡比另一个模块的调制波滞后1舳。，使两功率开关器件按交错的方式工作．假设 两个模块参数相同．并且工作在占空比DO．5的情况下，反馈电压的波动很小可以忽略。 并假设电感Lfl、Lf2电流连续。下面来分析两并联模块功率开关的导通和关断的情况 及与输出电压的关系，工作波形如图3。由于两模块的调制波相位相差180。．用于控 制两模块功率开关的驱动信与帽位也相差180。，设开关周期为Ts，闭合时间为眠s(理 想情况下，两模块参数相同，占空比也相同)，该电源系统稳态时的工作的过程可分为 t 四个阶段： 1．0≤t≤tl阶段 在t-o时，ql关断，电感Lfl的电流开始减小，而此时Q2仍处于关断状态，电感 Lf2的电流继续减小，输出电压也开始减小，并在t=tl时降至H最小。