高輸入電壓大容量雙向功率變換器技術(shù)研究.pdf

1、本文研究適用于基于超級(jí)電容的城市軌道交通再生制動(dòng)能量吸收回饋系統(tǒng)的雙向DC-DC變換器技術(shù)。與一般的應(yīng)用場(chǎng)合相比，該系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：網(wǎng)側(cè)輸入電壓高；處理瞬時(shí)能量大且能量變化快；超級(jí)電容電壓變化范圍寬。因此對(duì)變換器提出了特殊的要求：能夠承受高的電壓應(yīng)力；動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快；輸出電壓變化范圍寬。
　　 論文首先進(jìn)行了高輸入電壓大容量雙向功率變換器系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)，介紹了高壓大功率場(chǎng)合電路拓?fù)涞倪x取，通過幾種方案的綜合分析，確定了系統(tǒng)模塊化

2、設(shè)計(jì)方法，同時(shí)給出了系統(tǒng)功率電路結(jié)構(gòu)和整體控制策略。
　　 針對(duì)單模塊結(jié)構(gòu)，論文詳細(xì)分析了一種多相交錯(cuò)并聯(lián)Buck/Boost雙向DC-DC變換器，通過合理設(shè)計(jì)電感量使電流始終工作在有正有負(fù)的狀態(tài)，能夠在全負(fù)載范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)所有開關(guān)管的零電壓開通。采用高壓側(cè)穩(wěn)壓低壓側(cè)限壓穩(wěn)流控制策略，實(shí)現(xiàn)了雙向能量流動(dòng)方向的自由切換。交錯(cuò)控制技術(shù)有效地降低了濾波器的設(shè)計(jì)容量，有利于系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的提高。
　　 多模塊串聯(lián)組合變換器的一個(gè)關(guān)鍵問

3、題就是串聯(lián)模塊的均壓控制，本文從模塊間均壓與功率均衡的關(guān)系以及均壓和均流的關(guān)系這兩個(gè)角度，分析了高壓側(cè)均壓控制的必要性，結(jié)合數(shù)學(xué)推導(dǎo)，提出了適合本文多模塊串聯(lián)組合雙向DC-DC變換器的高壓側(cè)均壓控制策略，仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了所提出的控制策略的正確性。
　　 最后，為了進(jìn)一步提高變換器的動(dòng)態(tài)性能，論文研究了一種新型的混合電流控制技術(shù)，詳細(xì)分析了其工作原理和實(shí)現(xiàn)恒定開關(guān)頻率的條件，通過仿真和對(duì)比實(shí)驗(yàn)證明了該混合電流控制技術(shù)兼具了傳統(tǒng)線性