双向DC/DC变换器在直流微网中的应用

为了降低直流微网母线电压的波动,提出基于双向DC/DC变换器的储能控制策略。运用直流母线电压外环,双向DC/DC变换器电感电流内环的控制方法实现直流微网与储能系统之间能量的双向流动。在系统电压产生波动时能够恢复到正常工作电压状态。通过仿真验证所提控制策略的正确性。仿真表明储能系统通过控制策略可以实现能量的双向传递。并且当电压突变时,储能系统可以使直流母线电压稳定,提高了系统可靠性。     

用于混合动力汽车的软开关双向DC/DC变换器

双向DC/DC变换器作为混合动力汽车能量管理系统的核心,在混合动力汽车能量双向转换控制中起到关键作用。根据混合动力汽车对双向DC/DC变换器的要求,选取双向Buck/Boost变换器作为主电路拓扑,减小了重量与体积、提高了系统的工作效率,同时采用半导体软开关技术有效减小开关损耗。推导出变换器在不同工作模式时的动态模型,并对相应模式下的控制器进行设计,提高了系统的稳定性和动态响应速度。最后,仿真和实验结果验证了理论分析的正确性。     

基于开关电感的混合二次型Boost DC/DC变换器

针对传统直流变换器升压能力不足的问题,在二次型Boost变换器的基础上,结合开关电感单元具有提高升压比的优点,提出了混合二次型Boost变换器.详细分析了混合二次型Boost DC/DC变换器输入电感L_1=L_2、L_1L_2和L_1L_2情况下的工作原理.与传统二次型Boost变换器相比,混合二次型Boost变换器升压比更高,输入电感较小.在理论研究基础上,通过搭建实验样机,验证了混合二次型Boost DC/DC变换器的可行性.     

加装超级电容的电动汽车DC/DC变换器设计

为满足加装超级电容的电动汽车对DC/DC变换器低压大电流、动态响应快的要求,选择了一种交错并联双向DC/DC变换器拓扑,其具有开关管电压应力低、输入电压与输出电压具有较大的变换比、输入电流与输出电流波纹小等优点.针对电动车在不同情形下系统的控制目标,设计了相应的控制器,并在Matlab/Simulink环境下构建控制器的仿真模型,对其性能进行分析.结果表明所选的拓扑结构及控制方法很好地达到了设计要求.     

双向DC/DC变换器的建模及多项式控制器设计

为满足开关电源对低压大电流的要求,达到减小输入输出电流纹波,提高工作频率,改善变换器的功率密度等目的.以三相交错并联磁集成双向DC/DC变换器为研究模型,制定了Buck模式下的控制目标,同时建立相应模式下的交流小信号模型,并设计多项式控制器从而实现控制目标,通过Matlab仿真软件对三通道交错并联磁集成双向Buck/Boost变换器的Buck运行模式进行仿真验证.研究结果表明:设计方法具有良好的鲁棒稳定性.     

一种新颖的DC/DC变换器的设计与实现

介绍了一种新颖的具有升降压功能的DC／DC变换器的设计与实现，具体地分析了该DC／DC变换器的设计(拓扑结构、工作模式和储能电感参数设计)，详细地阐述了该DC／DC变换器控制系统的原理和实现，最后给出了测试结果。     

电动汽车车载充电DC/DC变换器研究

针对电动汽车车载充电电源的DC/DC变换器存在滞后臂零电压开关(ZVS)丢失、输出整流管电压振荡和导通损耗较大等问题,将箝位二极管引入传统移相全桥(PSFB)DC/DC变换器,同时在变压器副边采用同步整流(SR)技术。分析加入箝位二极管后,对变压器副边整流管电压振荡的抑制过程。同步整流管采用或驱动逻辑,降低整流管的导通损耗。对主电路进行损耗计算,结果表明,采用软开关同步整流技术比硬开关二极管整流技术效率高8%。仿真和实验结果表明,该DC/DC变换器抑制了变压器副边整流管的电压振荡,实现了宽负载范围的软开关,且具有很好的动态性能和抗干扰能力;当负载高于10%额定负载时,系统效率高于95%。     

用于纯电驱液压挖掘机的双向DC/DC变换器储能系统

为进一步提高纯电驱液压挖掘机的能量利用率且降低电源功率波动,针对变转速纯电驱液压挖掘机的动力系统,使用非隔离双向DC/DC变换器及超级电容组进行电力能量回收及利用。在SimulationX中,使用全纹波建模方法,建立了基于等效电阻的半桥变换器及超级电容组储能系统的模型,设计了各元件参数及其控制器,提出了一种适应性控制方法。仿真过程中,通过给定伺服电机设定的变转速信号及转矩信号模拟电机功率波动,使双向DC/DC变换器储能系统自动补偿或吸收电源功率。仿真结果表明,采用该控制器,在保证电机功率与超级电容效率的前提下,能够较好地维持恒定的输出电源功率,并能保证较快的动态响应及减小切换过程中的功率波动。     

适用于户用直流微网的三端口DC/DC变换器拓扑研究

为解决分布式电源的间歇性,微网被广泛研究和应用。相较于交流微网,直流微网结构简单,有利于提高电网的运行水平。在直流微网中,分布式电源、储能系统和负载往往都通过独立DC/DC接入直流母线。为使直流微网的结构更加紧凑、简单,提出一种适用于户用三端口零电流反激式DC/DC变换器,可以有效地实现不同电压等级端口之间的能量互通。通过拓扑分析和仿真研究,验证拓扑的合理性和有效性,其能够降低开关管关断时两端电压幅值,同时实现开关管的零电流开关,从而降低开关管的开关损耗,提高直流微网的可靠性。     

电动汽车双向DC/DC变换器的设计

采用全桥谐振C LCLC变换器和模糊PID控制的半桥Buck Boost变换器,组成两级式双向DC/DC变换器拓扑;并根据等效模型计算出谐振元件参数,即变压器的匝比为1∶1,输入输出电压为400 V,谐振电感为100 μH,谐振电容为253 μF,半桥Buck Boost变换器中的滤波电感为5 000 μH,滤波电容为127 μF。仿真结果表明,全桥谐振C LCLC谐振变换器输入电压与输出电压一致;模糊PID控制策略可有效降低充电状态下电压超调量,缩短调节时间,提高系统的抗扰动能力,说明所采用的设计工艺能有效提高电动汽车变换器的动态、稳态性能和抗扰动能力。     

基于BPNN-PID算法的改进型DC/DC变换器控制系统研究

为提高DC/DC变换器信号处理速度与控制精度,对隔离型H桥DC/DC变换器的主电路进行了改进,在其超前臂加箝位二极管,滞后臂加辅助网络,使变换器获得了良好的零电压开关效果;提出了基于BPNN-PID混合算法的隔离型H桥ZVS DC/DC变换器系统控制策略,对主电路与控制系统参数进行了设计,并对控制系统进行了建模与仿真,得到了稳态时的工作波形和负载突变时的动态响应波形。利用DSP TMS320LF2407快速数据处理平台对该控制系统进行了Matlab仿真和实验分析。结果表明该控制系统响应时间短、超调量小、控制性能优良,系统的稳定性得到了提高。     

超级电容储能系统抑制直流牵引网压波动的研究

超级电容储能装置通过双向DC/DC变换器为列车提供牵引或者吸收再生制动能量,本文就车载超级电容储能系统的结构及充放电控制策略进行了研究,给出超级电容储能系统充放电控制策略,通过对其控制策略的仿真分析,验证了超级电容储能系统可以有效地防止城市轨道交通供电系统中电力负荷波动和再生失效等问题.     

基于V2G技术的车载双向充放电系统的研究*

针对目前车载双向充放电系统存在体积大、灵活性差、功率小等不足,提出了由空间矢量控制的双向PWM整流器和PWM控制的双向DC/DC变换器、220 V/380 V电源以及并网接口、电机驱动电压输出端组成的系统;该方案的优点在于可以进行220 V/380 V之间的切换,增强了灵活性和电动车的续航能力;用到的功率器件均是电动汽车系统中的原有器件,节省了成本和车载空间,且在电动汽车闲置时可作为移动电源对电网进行反馈能量;通过仿真实验并分析仿真结果验证了系统的可行性,能够实现基于V2G技术的车载双向充放电功能。     

基于模糊-PID复合控制的DC/DC变换器研究

DC/DC功率变换器是一种强非线性系统,传统的PID控制算法简单,设计容易,但依赖于其线性化小信号模型,且当功率变换器的参数发生变化时,其参数不能兼顾动态性能和静态性能,影响最终的控制效果.针对传统PID控制器的不足,结合模糊控制不需要建立被控对象精确数学模型的特点,以Buck变换器为例,提出一种新的模糊控制和PID控制相结合的方法.当输出的偏差范围较大时,采用模糊控制提高其动态响应速度;反之,切换到PID控制以提高其稳态精度.最后利用MATLAB对系统进行仿真验证.仿真结果表明:模糊-PID复合控制器具有响应速度快、超调量小、稳定性好等优点.     

适用于DC/DC 变换器的预测函数控制优化策略

针对使用预测函数控制(Predictive Function Control, PFC)的 DC / DC 变换器在负载切换时产生的扰动对变 换器响应速度有较大影响的问题,提出通过设计观测器观测扰动来优化预测函数控制算法的控制效果;相对于其 他提高系统抗扰动的方法,通过设计观测器来提高变换器抗扰动的方法的优点是实现简单、优化后控制效果好等; 设计 Luenberger 观测器对负载切换时产生的扰动进行观测,将观测值反馈给预测函数控制算法进行最优化分析, 并结合仿真结果对目标函数进行调整,优化后的目标函数能更好地响应扰动并尽快达到稳态;最后将优化后的控 制算法与 PI 双闭环控制方法进行比较,结果显示优化后的控制算法在受到扰动后比双 PI 控制方法动态性能更 好,实现了应对负载切换时提高系统动态性能的目标,增强了 DC / DC 变换器的抗干扰能力;优化后的算法只考虑 了负载切换时的扰动对于系统其他方面的扰动没有考虑进去,可以通过设计整个系统的观测器来进一步提高 DC / DC 变换器抗扰动的能力。     

基于混合储能系统的光伏并网发电有功分级补偿控制方法研究

针对有功功率波动给光伏并网发电系统带来的电能质量等一系列问题,提出一种基于主动式混合储能系统的有功功率分级补偿控制方法。设计了基于超级电容与蓄电池的主动式混合储能系统结构,该结构能够充分发挥超级电容与蓄电池各自的优势,提高储能系统的功率输出能力;阐述了分级补偿控制的基本原理,并对混合储能系统中蓄电池、超级电容的容量进行了优化配置;基于模糊PID,构建了双向DC/DC变换器的整定控制方法,解决了常规PID调节器参数难以在线整定的问题。仿真分析表明,提出的有功功率补偿控制方法可以有效补偿光伏并网发电有功功率的波动。     

基于混合储能的电网友好型分布式电源的控制策略研究

本文提出了一种由间歇式可再生能源发电系统、能量型和功率型混合储能系统组成的分布式电源的控制策略.该控制策略包括直流母线电压控制和交流换流器的电网自适应控制两部分.首先,本文提出了直流侧可再生能源发电及混合储能系统之间的协调控制策略,并利用直流母线电压分区控制和DC/DC变换器多运行模式归一化模型有效地实现了直流母线电压稳定及各种运行模式的平滑切换,优化了锂电池的充放电过程,提高了储能系统的技术和经济性能;其次,提出了基于电压源下垂控制的交流侧换流器的电网自适应控制策略,引入了虚拟阻抗和自同步控制,提高了分布式电源的电网适应性,最后,通过PSCAD/EMTDC的建模仿真,验证了本文控制策略的有效性.     

混联式PHEV中DC/DC变换器CM-EMI研究与抑制

直流/直流(DC/DC)变换器为混联式插电式混合动力汽车(PHEV)重要组成器件,同时也是混联式插电式混合动力汽车系统中最主要的电磁干扰(EMI)源之一。文中首先对混联式PHEV中所用的降压型DC/DC全桥变换器的工作原理和变换器中主要电磁干扰源进行了分析,其次分析建立了EMI预测模型并对共模电磁干扰(CM-EMI)作了理论推导,然后在Matlab软件上对产生的共模干扰进行仿真分析,研究了抑制CM-EMI的方法,最后从干扰源和耦合通道考虑,设计一种带有源钳位的移相控制ZVS-DC/DC全桥变换器和变压器外加补偿电容的方法对变换器中的CM-EMI进行抑制,搭建了采取抑制措施的变换器电路,并通过仿真与实验对该方法进行验证。结果表明,文中提出的抑制方法能有效减小DC/DC变换器中的共模传导电磁干扰,从而验证了该方法的正确性,而且变换器系统更具有电磁兼容性。     

蓄电池充电系统双向DC/DC的研究与设计

蓄电池在化能过程中,传统采用外加大负载放电,这此过程造成了能量损失。故本文采用三相电压型PWM电路,双向DC/DC变换电路,既能充电又能放电回馈电网。采用移相控制DC/DC全桥变换器(可以实现0～180°连续可调)具有宽输出,可实现能量的双向流动及电气隔离。H桥逆变采用了PWM移相控制,结合软件关技术,降低开关损耗,提高电源效率。可以通过控制移相角改变IGBT的导通时间,从而方便地调节输出电压的大小。可以用于蓄电池的充放电,放电能量回馈电网。引入双闭环调节,变电流间歇充电实行快速充电。     

光储式电动汽车充电站直流微网运行控制策略研究

针对光储式电动汽车充电站直流微网运行中面临的光伏发电、电动汽车充电的随机性波动问题,提出了一种基于光伏电池最大功率跟踪、储能电池充放电及系统并网控制的运行策略,有效提高了系统运行的稳定性与鲁棒性.该控制策略采用扰动观察法对光伏最大功率点跟踪控制,以有效提高光伏发电的利用率.同时采用双向DC/DC变换器对电池充放电状态进行控制,并基于双向AC/DC变换器对直流微电网与大电网能量的双向流动进行控制.为验证该控制策略的有效性,建立微网模型进行仿真实验.结果 表明,该控制策略能够明显提高微网直流母线电压的稳定和光伏发电的利用率.