基于双管反激拓扑的ISOP模块化电源研究

发布时间：2020-05-03 19:36

【摘要】：模块化电源是通过将单个传统电力电子变换器串并联,以适应高压输入的需求。ISOP(Input-Series-Output-Parallel)模块化电源是输入串联输出并联的一类模块化电源,可以用于实现高压小电流向低压大电流的转换。为了使每一模块平均分配输入电压和功率,避免某个模块因承受电压较高或功率较大而损坏,需要采取一定的控制策略。论文以双管反激作为主拓扑,对ISOP均压控制策略进行研究,主要研究内容如下:首先分析了双管反激变换器工作在DCM模式下,一个开关周期内的工作过程,以此作为主电路的设计与器件选型的依据。反激变换器的占空比与直流增益的关系证明其与其他变换器相比,在占空比变化相同时,直流增益的变化范围较宽,适用于宽输入场合。本设计选择双管反激变换器,与单管反激变换器相比,开关管只承受一半的输入电压,降低了成本,更适用于高压场合。通过仿真验证,证明了理论分析的正确性。建立了双管反激变换器的小信号模型,推导出传递函数用于电路闭环设计。本设计中控制策略采用峰值型电流控制,与电压型控制相比具有更高的动态响应速度,且结构相对简单,并对所设计的闭环双管反激变换器进行仿真验证,证明了小信号模型的准确性与设计的合理性。从理论与仿真角度,分析了三种常用的ISOP均压控制策略,从而选择出适合用于宽电压输入场合的均压控制策略。通过分析得出,三环控制策略能够实现电压的精确均分,不受电路间参数差异的影响,但其可靠性低,控制环路复杂且需要采样高电压,存在隔离问题。基于输出电压上翘特性的无互联控制,可靠性高,能够冗余运行,但其输出电压会随输入电压变化有一定程度改变,不适用于宽输入场合。相同占空比控制策略结构简单,没有专门的均压控制环路,但其缺点在于电压均分不精确、可靠性低且动态响应慢。为了提高其可靠性,宜选用自动选主从的相同占空比控制。本文最终选用自动主从的相同占空比控制进行实验。设计了主变压器和驱动与控制电路,搭建了实验平台。通过实验证明,当电路参数差异不大时,在一定的输入电压范围内,自动选主从的相同占空比控制具有较好的稳态均压特性,可证实方案的可行性。
【图文】：

匝数与原边相同 5.5 实验结果与分析实验样机为两模块双管反激变换器，实物图如图 5-4 所示，第一步进行单个模块的开环实验 当输入分别为 20 V 30 V 和 40 V，占空比为 43%时，，输
【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】：2018
【分类号】：TM46

【参考文献】

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本文编号：2648013