船用全桥隔离DC/DC变换器的建模与控制

发布时间：2021-07-26 08:32

　　针对大功率脉冲负载在舰船中的应用为背景,对其中全桥隔离DC/DC变换器的建模与控制展开研究。文章基于最小回流功率的双重移相控制策略,通过分析该控制下的软开关条件及其功率传输特性,建立了其动态小信号模型。通过Matlab/Simulink仿真试验对该控制策略进行验证,试验结果表明,采用基于最小回流功率的双重移相控制,能有效地减小变换器功率损耗,从而提高舰船电力系统的稳定性。 

【文章来源】：船舶工程. 2016,38(11)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

2=0时的开环频率特性曲线

U=（21）当负载电阻R=50时，为使回流功率最小，根据式（21）所求功率可以判断出d2=0。根据表1及式（12）和（18）可得：()()13700.01760.16dvdvGsGss=

曰方冢?虼耍?疚牟捎肞I控制形式。将PI参数设为KP=1.6，KI=14.5时，补偿后系统开环波特图如图7所示，补偿后系统的增益交越频率fg=0.1fs≈1kHz，系统相角裕度为90°。图6d2=0时的开环频率特性曲线图7d2=0时补偿后回路开环波特图而当负载电阻R=25时，则可以判断出d2≠0。同理，根据表1及式（19）和（25）得出传递函数，进而求出PI参数，即1.27PK′=，23.1IK′=。结合图6、图7以及所求解的PI参数，在Matlab/Simulink的试验平台上，为验证上述理论分析，本文进行了一系列试验。图8为DSP控制下的全桥隔离DC/DC变换器闭环控制系统的双侧H桥输出电压Uab、Ucd及电感电流iL的波形。图9为变换器在DSP控制下的负载效应波形图。其中给出了在0.5s加入负载扰动时的动态响应。图8电压Uab、Ucd及电感电流iL波形图9负载效应波形图10给出了DSP与SPS两种不同控制模式下，在启动时刻电感电流的对比波形图。可以看出，与传统单移相控制方式相比，采用基于最小回流功率的DSP控制策略，可以有效地降低启动时刻的电流冲击。图10DSP与SPS启动电感电流波形6结论本文针对全桥隔离DC/DC变换器在舰船供电系统中的应用问题，提出了基于最小回流功率的双重移相控制策略。通过对各个阶段的电路原理进行研究，从开关管的零电压启动（ZVS）及最小回流功率两个角度，分析了变换器的软开关约束条件，从而确定内外移相比之间的关系。在此基础上建立了基于DSP控制的全桥隔离DC/DC变换器的动态小信号模型，并以此提出了在给定传输功率下变换器最小回流功率并能满足软开关条件的闭环控制策略。在Matlab/60402002004590101100101102103频率/Hz值幅dB/角

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于双重移相控制的双有源DC-DC变换器的最优电流控制[J]. 王玉斌,王杉杉,封波,董彦彦.  电工技术学报. 2015(14)
[2]双向全桥DC-DC变换器单移相闭环控制研究[J]. 杨小康,李鹤群,高巧梅,程红.  工矿自动化. 2014(04)
[3]电动汽车对称半桥DC/DC变换器的建模和控制[J]. 王成悦,张兴,杨淑英,谢震.  电力电子技术. 2008(10)



本文编号：3303215