直流分布式系统阻抗测量技术研究

发布时间：2017-10-13 02:01

  本文关键词：直流分布式系统阻抗测量技术研究

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【摘要】：直流分布式系统具有设计灵活、便于维护和扩容、易于实现模块化等优点,获得了广泛的应用。然而由于变换器之间的交互作用使得独立工作稳定的变换器组成分布式系统后性能下降甚至不稳定。Middlebrook等人将互联系统稳定性问题转化为研究子系统输入和输出阻抗特性的问题。因此,如何获取变换器直流侧阻抗对于评估直流分布式系统的稳定性至关重要,故本文以同步Buck变换器为研究对象,对直流阻抗测量方法、测量准确性的影响因素以及测量装置等问题进行了系统深入的研究。本文采用二端口网络描述考虑寄生参数的DC/DC变换器在不同控制方式下的统一模型,并推导相应的G参数,由此得到输入输出阻抗的统一表达式,为直流变换器的阻抗测量结果分析提供理论指导。以基于电压闭环数字控制的同步Buck变换器为例得到了阻抗表达式,并详细的分析了数字控制延时对输出阻抗特性的影响。介绍了阻抗测量的基本原理,采用理论和实验手段分析了注入扰动幅值、扫频时间、测量点、接地点以及寄生参数测量等问题对测量准确性的影响。详细地分析了常用的几种输入输出阻抗测量方法的特点及应用场合,分析指出采用基于场效应管注入电流法测量输入电流为PWM斩波的Buck类变换器输入阻抗时会产生测量值与占空比成比例衰减现象,提出了测量值校正的方法。同步Buck变换器输入输出阻抗测量实验验证了所采用测量方法及分析结论的可行性和正确性。分别给出了基于H桥注入和斩波注入两种应用于中大功率场合阻抗测量装置的原理、特点及参数设计,并搭建了斩波注入实验装置。中功率同步Buck变换器输入输出阻抗测量结果验证了注入装置的可行性。将直流阻抗测量方法推广PWM整流器直流侧输出阻抗测量,并与理论阻抗对比验证方法的可行性。分别对AC/DC与DC/DC、DC/DC与DC/DC两类级联系统直流阻抗进行测量,以评估系统稳定裕度和判定稳定性。
【关键词】：直流分布式系统 稳定性分析 输入/输出阻抗测量 二端口网络
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM934.7
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 1 绪论9-16
• 1.1 研究背景及意义9-12
• 1.2 阻抗测量技术的研究现状12-15
• 1.3 本文的主要工作15-16
• 2 DC/DC变换器的阻抗特性16-30
• 2.1 DC/DC变换器的开环二端.网络模型16-20
• 2.2 DC/DC变换器的闭环二端.网络模型20-23
• 2.3 基于数字控制同步BUCK变换器阻抗特性23-29
• 2.4 本章小结29-30
• 3 阻抗测量技术研究30-55
• 3.1 阻抗测量的共性问题分析30-38
• 3.2 输出阻抗测量技术研究38-44
• 3.3 输入阻抗测量技术研究44-54
• 3.4 本章小结54-55
• 4 中大功率阻抗测量扰动注入装置与实验55-66
• 4.1 H桥注入装置55-59
• 4.2 斩波注入装置59-64
• 4.3 中大功率阻抗测量实验64-65
• 4.4 本章小结65-66
• 5 阻抗测量技术的应用66-75
• 5.1 PWM整流器的输出阻抗66-71
• 5.2 基于阻抗测量的直流分布式系统稳定性分析71-74
• 5.3 本章小结74-75
• 6 全文总结与工作展望75-76
• 6.1 全文总结75
• 6.2 工作展望75-76
• 致谢76-77
• 参考文献77-83
• 附录1 攻读硕士学位期间发表的论文83-84
• 附录2 斩波注入测量电路及实验样机84

【参考文献】

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本文编号：1022162