多电源模块串并联系统优化控制策略研究

发布时间：2020-03-16 15:48

【摘要】：在电力电子技术的不断进步的同时,DC/DC变换器的应用领域也越来越广泛。与此同时,这些用电设备对电源的要求也参差不齐,并且DC/DC变换器的设计研发以及后期调试验证步骤,都需要依据上述要求的不同而重复性的进行。针对这些问题,将这些DC/DC变换器的工作指标标准模块化,制作成电源模块,根据具体的工作要求对模块进行串并联组合从而达到所要求的指标,则可以节省大量的时间和成本,还可以实现冗余容错的功能。此外,随着电气设备的功率等级越来越高,对电力电子器件的电气应力要求也越来越苛刻,模块化电源串并联也可以完美解决这些问题。模块化电源串并联系统部分还处在实验研究阶段,无法进行大规模商业应用,根本原因是控制方法上存在不足,例如无法得出精确的控制参数整定方法,对电源模块的控制均流均压效果不佳等。针对上述问题,根据电源串并联系统的特点总结出系统实现所需要的一些基本原则和工作条件。总结电源系统的正阻特性,通过正阻特性的约束得出基本的输入控制环参数整定下限值。针对正阻特性整定法的不完整,提出多电源模块系统输入控制环的参数优化整定方法(以输入串联输出并联结构的电源系统为例),基于对时域模型的数学推导,提供了输入控制环参数精确整定的计算公式,实现了电源系统输入控制环参数的快速精确的整定,免除了繁杂的调试过程。针对电源系统稳定性的问题,提出了多电源模块系统的热插拔运行策略,使整个电源系统的运行可靠性和稳定性进一步提高,实现抗干扰、抗有限破坏、有效延长设备寿命的运行方式。针对上述两方面的研究,在每部分理论推导之后都对其进行了仿真验证。并且在文章最后进行了实物设计及实验验证,包括搭建实验平台;程序的编写;电源模块的设计和参数选择;电源系统的各种辅助电路的设计。最后通过对三模块的电源系统实验也验证了方案的正确性。
【图文】：

Vin1Vin2Vinn于时域模型的占空比推算原理框图压的稳压使用 PI 调节，经过 PI 调各模块共用的占空比调节量 d（k）值，Vo_ref（k）为工作区间 k 时的输使用式（3-9）推算出出 dj（k+1）（的时间内，整个系统会自动的实现简化系统为例，来简要叙述时域模间 k-1 时，假设整个系统工作在稳电压相等，，Vin_1（k-1）= Vin_2（k-1） 时，电源模块 1 输入端发生负扰动+Vin_2（k）]/2＜Vin_2（k），此时，中，in1 inv （ k） V（ k ） / N小于 0，所以此，根据直流电源本身的特性，从 可知，Ici_1= Iin_1- Im_，所以此时输 k+1 时电容充电，输入电压上升。

哈尔滨工业大学工以进行判断，若加入输入电压下限阈与被切除电路的冲突也是一大难题，故第二种检测方案是检测模块输出时，判定为故障状态，当输出电流大检测方案可以迅速的对各种故障状态出电流变为 0，无需考虑正常模块的位置并进行切除。当发生短路故障时路故障使流过检测模块电流为 0，故可热插拔运行策略的控制流程图如障模块对应的旁路开关进行激活外，否则会使系统工作不正常。开始
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TM46

【参考文献】

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本文编号：2587402