基于分布式控制的不同容量逆变器并联技术研究

针对不同容量逆变电源的并联,提出了一种双外环分布式并联控制方案,使得系统由负载电流的大小决定所需并联模块数以及并入系统的各并联逆变模块按自身容量比例分担负载电流,并能有效抑制系统环流,实现系统的冗余并联。该控制方法包括三个控制环:电流内环改善系统动态响应,电压外环确保系统的稳定性,电流外环跟随功率分配单元输出的电流信号来确定该模块所分担的负载电流的大小。其中功率分配单元根据负载电流和逆变电源额定电流的大小确定并联模块数,并提供各逆变模块的投切信号和电流外环给定信号以实现系统的负载电流分配和冗余控制。理论分析和仿真实验验证了该方案的可行性。     

基于分布式控制的逆变器并联系统研究

基于分布式控制的逆变器并联系统由2台采用电压电流双闭环反馈控制的逆变器模块组成.由一种分布在各单元中的平均电路对各逆变模块的电流给定进行综合后生成各模块共享的电流给定信号,实现瞬时均流.采用TMS320F240型DSP芯片实现数字锁相同步,实现并联系统的热插拔功能.仿真和实验结果表明,该控制方法具有很好的动静态均流性能.     

高频软开关静止变流器并联研究

采用公用电压外环方案．实现了三台IKVA基于高频零电压开关静止变流器模块的并联输出。三台静止变流器模块均为电压、电流双环控制,通过公用电压调节器稳定并联系统的输出电压及频率,同时产生统一的模块电流给定信号。各并联模块工作于电流跟踪状态,从而实现各航空静止变流器模块的均流并联。该并联方案仅有一条均流控制线连接且无须外加均流控制电路,不需要输出隔离变压器以及复杂的均流控制电路,具有简单可靠、均流精度高、体积小、重量轻和组合方便等优点,可以有效地提高航空静止变流器的可靠性、可扩展性及可维护性。     

一种新型的电压源逆变器并联控制策略

现有的逆变器并联控制策略都是基于平均均流模式,而某些应用场合输入电压源采用发电机形式,其工作效率在额定电流点最优,此时平均均流模式显然不适用。提出了一种新型的并联控制方案,使得除最后一个并联的电压源外其余电压源均工作在额定电流处,整体效率达到最优。该方案中逆变器采用三环控制,电流内环改善系统响应,电压中环确保系统稳定性,外环跟随功率分配单元给定电流信号以获得最优效率。功率分配单元根据负载电流和电压源额定电流提供外环电流给定信号。理论分析和仿真实验验证了该方案的可行性。     

一种开关电源并联系统自动均流技术的研究

针对多个开关电源并联时易出现负载电流在各模块间分配不均的现象,提出了一种数字均流方法,以及按平均电流值实现自动均流的算法.其中开关电源模块具有输出电压以及输出电流双反馈控制模式,使得各模块输出电流得到有效控制,从而达到负载均流控制的目的.提高了整个电源系统的可靠性,具有较大的实用性.     

模块化UPS并联的新型数字均流控制技术

为实现并联UPS系统中负载电流的均分和环流的抑制,阐述了一种应用于模块化UPS并联系统的数字化控制均流技术。给出了并联系统的结构;通过分析并联系统环流、功率调节特性、并联系统数字功率检测技术,得到一种新型的功率检测方法;检测和分析并联系统的瞬时平均电流和各个UPS模块输出电流,再反馈调节分别控制输出电压幅值和相位以实现其均流控制。实验证明该环流抑制控制策略可获得良好的并联均流特性,方案简洁、实用。     

基于反馈控制的多逆变电源并联系统

为了实现可靠的多逆变电源并联系统,提出了基于优先级与抢占方式的控制方法,通过硬件逻辑电路、总线技术与无冲突令牌环协议实现了并联冗余技术:提出了一种基于反馈控制的改进型逆变电源并联负载均分控制策略.通过检测并联系统中的瞬时平均电流和各逆变模块中的输出电流,并对这2个电流进行分解,用其分解量进行反馈调节控制输出电压,实现并联系统的均流.仿真实验与实际系统实验证明所提方法能实现多台逆变电源并联系统的稳定可靠运行及负载的均匀分配.同时具有较好的负载适应性,在各种情况下,各逆变电源的输出电流差小于额定电流的2%.     

电流型调节逆变器的冗余并联控制方法

提出了一种电流型调节逆变器的冗余并联控制方法.并联逆变器模块之间仅通过一个三线总线互连构成分布式冗余并联系统而与模块数无关,各逆变模块的电压调节器的输出信号由一种分布在各逆变模块中的平均电路综合后生成各模块共享的基准电流信号、实现瞬时均流.分析了系统结构和工作原理,证明了并联系统具有与原单个模块等效的传递函数和控制性能、以及与主从并联控制方式相同的动静态均流性能,仿真和实验验证结果证明了方法的有效性.     

输入串联输出并联逆变器的集中式均压控制策略

输入串联输出并联逆变器可将小功率模块组合后,用于高电压输入、大电流输出的交流供电场合.本文提出了一种集中式均压控制策略,解决系统的输入均压和输出均流问题.其中输出电压环和输入均压环集中设计在一起,共同给系统中各模块提供控制信号.各模块具有独立的电流环和主电路.输入均压环通过调整各模块的电流环给定信号,使输入电压高的模块输出电流增加,输入电压低的模块输出电流减少,从而实现了两模块的输入均压.在输入均压时各模块电流环的给定信号相同,同时实现了输出的均流.文中对所提控制策略进行了分析,并根据解耦的思想,给出了控制系统设计的方法.最后进行实验验证,并给出实验结果.     

开关电源模块并联供电系统

基于C8051F005单片机设计实现开关电源并联模块供电系统.系统由两块DC-DC模块并联而实现.每个DC-DC模块额定输出功率为16W,系统的额定输出功率达36W.输出电流在0.5～4.4 A范围内变化时,单个DC-DC模块经扩流后输出电流可以达到0.5～3.5 A任意可调,两个DC-DC模块电流按任意指定比例自动分配电流.电流分配方法采用主从均流法,控制精度很高,电路简单,效率高.经过测试,系统效率可达78％,并具有负载短路保护功能.系统DC-DC模块使用雕刻机制板,提高稳定性和抗干扰能力.     

输入串联输出并联DC/AC逆变器系统的控制策略

输入串联输出并联逆变器系统适用于输入电压高、输出电流大的直流/交流变换场合,要保证该逆变器系统正常工作,就必须保证输入电压均压与输出电流均流。提出一种采用负载电流反馈的输入均压输出均流控制策略,该控制策略根据各模块间的输入电压偏差直接调节各模块的输出电流幅值,使输入电压高的模块输出电流增大,输入电压低的模块输出电流减小,从而实现输入均压。与采用输出滤波电感电流反馈的方法相比,采用负载电流反馈时,即使输出滤波电容不匹配,也不影响输出均流效果。同时,还分析输入均压环与系统输出电压环的关系,给出输入均压环和系统输出电压环的设计准则。最后以一台由2个模块组成的输入串联输出并联逆变器原理样机验证该控制策略的有效性以及环路设计的正确性。     

分布式并联冗余控制策略的研究与应用

UPS的并联冗余运行不仅可提高电源系统的容量,还可提高系统的可靠性。提出了一种分布式控制并联方案来实现多台逆变电源并联控制系统,并分析了逆变电源并联运行控制过程中的电压和电流特性。试验运行结果表明各模块均流效果好,控制策略可行,可达到比较理想的并联运行控制效果。     

基于电流平衡单元的输入并联输出并联型LLC谐振变换器模块

输入并联输出并联(IPOP)型直流变换器广泛适用于低电压大电流工作场合,难点在于如何实现各子模块之间的输入电流均流(ICS)和输出电流均流(OCS)问题,现有解决方法均为闭环控制策略。提出了基于电流平衡单元的IPOP型LLC谐振变换器模块,通过电流平衡单元电磁耦合作用可以开环实现LLC谐振变换器模块间ICS和OCS,使整体IPOP型直流变换器稳定工作。LLC谐振变换器工作在近似谐振频率下可实现高频隔离直流变压器功能,保证逆变侧零电压开关(ZVS)及整流侧零电流开关(ZCS),同时具备高功率密度和高效率。采用电流平衡单元代替传统闭环控制策略解决IPOP系统模块间电流不平衡问题,省去采样和控制电路,提高系统稳定性,降低系统成本。通过对电流平衡单元的电磁模型分析,导出等效电路模型,并通过其工作暂态电流与稳态电流仿真说明电流平衡原理。最后搭建基于电流平衡单元的IPOP型LLC直流变换器实验系统,验证所提出电流平衡方案的有效性和正确性。     

一种基于复合控制的逆变电源并联技术的研究

研究了基于重复控制的复合控制策略。复合控制不仅保留了重复控制消除周期性波形畸变的能力,同时大大提高了系统的动态响应速度。采用一种能实现瞬时值均流的分布式并联控制方法完成逆变电源系统的模块并联。通过连接各完全等同的并联模块中的三条低频信号总线实现均流。只用一个调节器,既调节输出电压、同时又实现环流抑制。应用数字化控制成功地进行了系统试验,并对关键的试验波形做出了分析。     

一种全数字化互动跟踪式单相逆变电源并联均流控制策略

分析了逆变器输出电压的幅值和相位对并联系统输出功率的影响,提出一种互动跟踪式无主从并联控制方法。通过同步母线实现各模块的正弦参考电压同步,每个模块由 DSP的I/O口发出同步脉冲,同时用捕获口检测同步母线上的同步脉冲信号,强制各模块的正弦参考电压相互同步。利用CAN总线控制各逆变器正弦参考电压的幅值以均分无功功率。采用数字信号处理器(DSP)TMS320LF2407实现全数字化并联系统设计。实验结果表明此方案能实现无主并联和 N 1冗余且有较好地并联均流效果。     

一种基于改进下垂法的随机交错电流分配Boost变换器

针对下垂法输出电压降低的问题,在Boost电路非线性控制的基础上提出了改进下垂法的DC-DC并联技术。控制系统采用三环控制和滑模变结构控制使各模块根据输出电压下垂程度同时调节,补偿输出电压的下垂。引入随机技术可以实现各模块交替调节,提高了系统的稳态特性。各模块电流按一定比例进行分配,提高了系统的灵活性。通过仿真验证了系统具有良好的稳态精度和瞬态响应。     

电压电流双闭环控制逆变器并联系统的建模和环流特性分析

传统的基于功率差的逆变器并联控制方法是由电力系统中同步电机并网理论演变而来,通过分别改变各并联模块输出电压的幅值和相位来分别控制各模块输出无功和有功功率平衡,但该并联均流方案应用于电压电流双闭环反馈控制逆变器并联系统时有较大的控制误差.本文建立了考虑环流因素的电压电流双环控制逆变器闭环系统电路模型,依据传递函数推导出并联系统有功环流和无功环流与输出电压幅值和相位的关系.建立基于等效输出阻抗和求解微分方程的环流特性分析方法,给出了逆变器输出有功环流和无功环流与输出电压幅值和相位之间的定量关系,提出了相应的并联均流控制方案.仿真结果证实有功和无功环流均受输出电压幅值和相位影响,实验结果证明所提控制方案有较好的均流效果.     

一种感应耦合电能传输系统接收模块并联电流控制策略

因无接触变压器参数不一致,两接收模块并联的感应耦合电能传输(Inductively coupled power transfer,ICPT)系统会产生模块电流不均流问题。提出以副边半控整流桥电路代替副边不控整流桥电路,实现接收并联模块电流均流。推导两并联接收模块ICPT系统等效模型,并得到并联模块电流解析式,分析半控整流桥电路实现模块电流均流原理。在已研制的中速磁浮列车非接触供电系统实验装置上完成了实验,所提出的可控整流桥均流策略实现了接收模块并联均流,改善了系统运行。在输出电压220V、负载为6Ω时,实验装置输出功率8kW,均流控制前两并联接收模块电流幅值比为2.34,均流控制后两接收模块电流幅值相等,减少了由于电流不平衡造成的附加损耗。     

一种高频开关电源系统的并联均流控制方法

苛刻的本地负载对开关电源性能有更高的要求。针对并联开关电源系统的均流度与负载调整率之间的矛盾,提出了一种高频开关电源系统的并联均流控制方法。平均电流前馈使开关电源输出统一化,降低模块个体的软硬件参数差异对并联电压和电流的影响;在平均电流前馈的基础上,引入均流差值及其虚拟阻抗,根据负载调整率、电流均流度等电能要求给出虚拟阻抗表达式形式及最小值,保证并联系统良好的均流程度。仿真和实验验证了所提控制方法的有效性。     

电动汽车充电电源并联均流技术

电动汽车充电电源目前主要是采用多个充电电源并联供电方式实现大功率输出。这里以电流控制模式的充电电源模块为研究对象,研究了电流控制模式的充电电源自动实现多模块并联均流的原理,并在LTC3722-1集成控制器仿真建模基础上实现了电流内环控制电压外环,指出了电动汽车充电电源采用电流控制模式实现多模块并联均流的优点及其可行性。