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《哈尔滨工程大学》 2012年
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多模块并联直流电源控制技术研究

钱立佳  
【摘要】:随着科学技术的进步,电力电子技术得到了长足发展。作为电力电子技术的一个重要组成,功率变换器正向着模块化、小型化、绿色化和数字化的方向发展。特别是近年来,大功率大电流直流电源越来越多地被应用于各行各业的生产和研究之中,也越来越成为行业内的研究重点。 多模块直流并联技术是提高直流电源系统可靠性、扩大变换器容量、降低开关器件电流应力、减小设备体积、降低成本的一种科学而有效的手段,可以很好地满足大功率直流电源的需求。所以,对多模块直流并联电源的相关研究具有非常的意义和价值。 本文以Boost电路的理论分析为基础,对比研究各种常用Boost电路的并联结构,确定采用完全对称式作为本文三重Boost变换器模块的主电路结构。通过理论推导、计算分析了完全对称式三重化结构的Boost变换器在降低输入电流纹波、减小电感体积上的优势,并用状态平均法建立Boost变换器的动态模型,以之为依据,为变换器设计了电流内环、电压外环的双环控制系统。其中电流内环采用的是小惯性电流跟踪控制方式,电压环采用的是数字PID控制方式,这两种控制都能很方便地被数字实现。 针对大功率大电流电源的研究,本文在设计的三重Boost变换器模块基础上,进一步研究两个模块的并联运行,对比分析常用的并联均流方法的优缺点,综合考虑均流精度、系统稳定性、系统复杂程度等因素,确定本文采用最大电流自动均流法作为模块间均流控制方案,并且基于最大电流法,设计了内环为电流环、中间位电压环,外环为均流环的三环双模块并联系统。 完成理论分析设计之后,用Matlab搭建了单模块三重升压斩波器和两个模块并联系统的模型,对其进行仿真,得到仿真结果,并对仿真结果进行分析研究,论证理论分析的合理性。 本文除了在理论上分析论证多模块多重化并联系统外,还基于意法公司型号为STM32F103的ARM处理器,设计了三重升压斩波器系统,包括所有控制电路、和采用单向跟随器的最大电流自动均流电路。另外,用MDK编写与硬件系统相应的C语言控制程序。 最终搭建了实际实验平台进行实验,进行了实际三重升压斩波系统的硬件实验,取得了良好的实验结果。分析实验波形,可知道实际系统达到了多重化升压斩波电路升压稳压、提高纹波频率、减小纹波幅值、降低各个功率元件电流应力的预期目的,验证了设计方案的正确性。
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TM46

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【参考文献】
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1 李乔;蔡丽娟;;交错运行变换器及变结构控制均流技术[J];电源技术应用;2002年12期
2 胡炎申;谢运祥;;三相交错并联Boost DC/DC变换器设计与研制[J];电力电子技术;2006年02期
3 付勋波;李建林;李政岷;鄂春良;;交错Boost PFC电路移相驱动信号的实现方法[J];电力电子技术;2007年06期
4 赵相瑜;袁继敏;王艳硕;;交错并联Boost PFC电路的应用研究[J];电力电子技术;2010年01期
5 张强;姚绪梁;张敬南;;大功率直流电源并联运行的均流控制[J];电力电子技术;2011年03期
6 吴爱国,李际涛;DC-DC变换器控制方法研究现状[J];电力电子技术;1999年02期
7 宋鹏;张逸成;姚勇涛;任恒良;王迪;;平均电流控制法在电动汽车用DC/DC变换器中的应用[J];低压电器;2004年05期
8 罗全明;周雒维;杜雄;;移相控制双Boost型DC-DC变换器[J];电源世界;2006年04期
9 杨国良;李惠光;;直驱型风力发电系统交错并联升压斩波器的设计与控制研究[J];伺服控制;2009年04期
10 李长明;EMI滤波对开关电源功率因数的影响[J];通信电源技术;1997年03期
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1 杜鹏英;DC/DC电源并联技术的研究[D];合肥工业大学;2002年
2 谭超;DC/DC变换器模块并联控制技术研究[D];西安理工大学;2007年
3 杨传伟;风力发电变流系统多重化升压斩波器的研究[D];北京交通大学;2007年
4 申翔;大功率开关电源并联均流系统的研究[D];合肥工业大学;2007年
5 王正国;DC/DC变换器并联均流技术研究[D];西南交通大学;2007年
6 黄晖;ITER极向场电源的仿真分析及短路故障问题研究[D];合肥工业大学;2008年
7 王宁斌;Boost变换器的控制研究与实现[D];西安理工大学;2008年
8 魏瑾;Boost斩波器及并联组态的控制方法研究[D];中国石油大学;2009年
9 裴倩;一种恒流型DC-DC大功率LED驱动电路的设计[D];浙江大学;2010年
10 黄子怡;车载模块化电源的并联均流技术研究[D];南京航空航天大学;2009年
【共引文献】
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1 莫丽琴;;基于数字控制单相PFC系统的研究[J];信息安全与技术;2010年10期
2 蔡昌友;张娜;;非连续电流模式移相并联降压变换器的特性[J];辽宁科技大学学报;2010年02期
3 邹连英;杨彪;张俊;;具有温控保护的低谐波失真AB类音频功放[J];半导体技术;2008年07期
4 梁经芝;邵春鸣;;能量回馈式主动悬挂系统研究[J];车辆与动力技术;2010年01期
5 李岩;苏学军;刘陵顺;;单周期控制的航空高功率因数变流器仿真[J];兵工自动化;2009年09期
6 徐大利;叶安丽;马鸿雁;;永磁同步电机控制系统的电流滞环与电压空间矢量控制的仿真[J];北京建筑工程学院学报;2009年02期
7 张勇强;金新民;张斌斌;刘京斗;;改进型移相全桥ZVZCS直流变换器[J];变流技术与电力牵引;2007年01期
8 王敏利;汤天浩;陈昆明;祝国平;;基于导抗变换的DC/DC变换器的研究[J];变流技术与电力牵引;2008年02期
9 贺明智;刘宏亮;王丹;冯轲;;串联负载谐振变换器的参数设计[J];大功率变流技术;2009年03期
10 张加胜;李浩光;;滞环控制开关频率的一种分析计算方法[J];变频器世界;2008年03期
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1 陈进军;纪志成;;基于BUCK-BOOST变换器的T-S模糊建模与控制[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
2 谢瑞;刘军;李武华;何湘宁;;环境保护中高压脉冲等离子体技术的应用[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
3 孙冰;白树忠;郑世松;;基于PSIM9.0的单相光伏逆变系统的仿真研究[A];2011中国电工技术学会学术年会论文集[C];2011年
4 张谷勋;;全面推动我国电除尘器(ESP)电源的高频化进程[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集(一)[C];2007年
5 张常年;潘彤;;大信号开关调压系统的仿真与实验[A];中国电子学会第十六届信息论学术年会论文集[C];2009年
6 陈超;刁利军;陈杰;阮白水;刘志刚;;城市轨道交通车辆应急通风电源设计[A];2010年西南三省一市自动化与仪器仪表学术年会论文集[C];2010年
7 庄留杰;;现代电力电子器件和PWM控制技术[A];2006年电气工程教育专业委员会年会论文集[C];2006年
8 张谷勋;;全面推动我国电除尘器(ESP)电源的高频化进程[A];第十二届中国电除尘学术会议论文集[C];2007年
9 ;Model-free Adaptive Control for model mismatch power converters[A];Proceedings of the 2011 Chinese Control and Decision Conference(CCDC)[C];2011年
10 张卫平;关晓菡;张东彦;;电力电子技术教学内容改革探讨[A];第四届全国高等学校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会论文集(上册)[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李思臻;高频开关电源的高效集成单周期控制策略研究[D];华中科技大学;2010年
2 刘军;LCC-SPRC高压高频大功率电除尘电源的理论分析与功率参数设计[D];浙江大学;2010年
3 刘子建;四象限级联型多电平高压大功率逆变器控制系统研究[D];中南大学;2010年
4 王小方;260kVA无源软开关辅助变流器研究[D];中南大学;2011年
5 李娅妮;单周期临界导通PFC转换器控制模式及关键技术研究[D];西安电子科技大学;2010年
6 张军伟;异步电动机高频斩波串级调速系统模型及特性的研究[D];华北电力大学;2011年
7 李艳;多输入直流变换器电路拓扑及控制策略研究[D];南京航空航天大学;2009年
8 陈武;多变换器模块串并联组合系统研究[D];南京航空航天大学;2009年
9 于晶荣;低压配电网有源电力滤波器关键技术研究[D];湖南大学;2009年
10 王发强;分段光滑电路中的多尺度分岔与混沌行为及其控制方法研究[D];西安交通大学;2009年
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1 翟清震;电流型Z源逆变器主电路控制策略研究[D];山东科技大学;2010年
2 岳殿霞;多电平Buck直流变换器技术的研究[D];长春理工大学;2010年
3 张本庚;移相全桥软开关变换器的研究和设计[D];郑州大学;2010年
4 韩春霞;大功率软开关氙灯电源的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 吴天柱;基于DSP转台伺服控制系统的设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 陈明敏;连续弧等离子点火电源技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 张晓峻;三相大功率PWM整流器系统的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 从静;电力电子装置故障诊断技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 吕世家;多模块并联DC/AC电力变换技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 马威;多模块并联DC/DC电力变换技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李皎明,余岳辉,白铁城,彭昭廉;晶闸管的瞬态热阻抗及其结温温升的研究[J];半导体情报;2001年02期
2 F.Profumo ,朱咏嘉;大功率二极管(晶闸管)瞬态电流持续时的瞬态结温评定[J];变流技术与电力牵引;2000年02期
3 朱金芳;并联均流技术在通信开关电源中的应用[J];辽宁科技学院学报;2005年03期
4 赵军;开关电源技术的发展[J];船电技术;2005年05期
5 施三保;;开关电源的分布式并联均流技术概述[J];船电技术;2006年02期
6 徐卿,许维胜,吴启迪;功率集成电路中过热保护电路的设计[J];传感器技术;2004年02期
7 蒋志宏,黄立培,孙晓东,郭宇婕;基于DSP的DC/DC Boost PFC模块的并联交错控制研究[J];电工电能新技术;2004年03期
8 包伟,蔡宣三;利用PSPICE仿真研究PWM开关电源[J];电工电能新技术;1995年02期
9 林国庆,张冠生,陈为,黄是鹏;新型ZVZCT软开关PWM Boost变换器的研究[J];电工技术学报;2000年03期
10 薛雅丽,李斌,阮新波;Buck三电平变换器[J];电工技术学报;2003年03期
中国重要会议论文全文数据库 前3条
1 杜少武;张崇巍;徐宁;刘正之;;托卡马克装置用DC/DC直流电源并联技术的研究[A];第11届全国电气自动化电控系统学术年会论文集[C];2002年
2 张强;张兴;张崇巍;鞠建永;;电压型PWM整流器控制器的工程设计与仿真[A];第11届全国电气自动化电控系统学术年会论文集[C];2002年
3 汪剑鸣;许镇琳;;DC/DC变换器中的分叉现象[A];第11届全国电气自动化电控系统学术年会论文集[C];2002年
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1 谢小高;小功率DC/DC变流器模块标准化若干关键问题研究[D];浙江大学;2005年
2 余华;内嵌LDO的电流型PWM DC-DC变换器研究[D];华中科技大学;2006年
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1 吴松荣;VRM电路拓扑与控制方法研究[D];西南交通大学;2001年
2 杜鹏英;DC/DC电源并联技术的研究[D];合肥工业大学;2002年
3 刘丽娟;单周期控制DC/DC变换器研究[D];南京航空航天大学;2004年
4 戴卫力;推挽正激及其软开关电路的研究与实现[D];南京航空航天大学;2004年
5 刘保颂;基于PFC和软开关的大功率开关电源的研究[D];合肥工业大学;2004年
6 王宇飞;基于最大均流法的DC/DC变换器并联系统研究[D];中国科学院研究生院(电工研究所);2004年
7 吴霜菊;平均电流模式PWM降压开关电源设计[D];东南大学;2004年
8 梁锋;DC/DC变换器并联均流与交错控制研究[D];清华大学;2004年
9 王琪;12KW 28VDC/125VDC变换器的研制[D];南京航空航天大学;2005年
10 赵卉;电流控制模式单片开关电源的设计[D];电子科技大学;2005年
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1 吴定会;纪志成;;基于SG的Boost变换器T-S模糊建模与控制[J];控制工程;2009年06期
2 董金文,张昆仑,余小勇;高速磁浮列车440V升压斩波器主电路研究[J];通信电源技术;2004年02期
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4 史敬灼;;基于Boost升压与LC谐振的超声波电动机驱动电路[J];电气应用;2006年08期
5 郭锐;董忠文;;Boost变换器混沌现象研究[J];数字技术与应用;2010年10期
6 杨喜军,叶芃生,苗海亮,雷淮刚;单相双重并联交错Boost PFC的实现[J];电力电子技术;2004年02期
7 刘伟增,张浩,马西奎;基于频闪映射的Boost PFC变换器中的间歇性分岔和混沌现象分析[J];中国电机工程学报;2005年01期
8 张堃;周腊吾;陈晓平;;一种Boost数字控制功率因数校正技术的研究[J];中国仪器仪表;2006年01期
9 高玉峰;刘亚龙;李春平;;基于改进型Boost电路的铅酸蓄电池容量检测装置设计[J];通信电源技术;2008年02期
10 高玉峰;李春平;刘亚龙;;基于Boost电路的蓄电池容量检测装置设计[J];电气自动化;2008年03期
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1 彭祺;卓放;占奇志;王兆安;;直流电压可控的改进型动态电压恢复器的研究[A];第12届全国电气自动化与电控系统学术年会论文集[C];2004年
2 邹伟栋;周立鹏;;HI-13串列超导增能器QWR腔射频控制器电路设计研究[A];2006全国荷电粒子源、粒子束学术会议论文集[C];2006年
3 郭峰;张志毅;邓志勇;;电雷管起爆网路拒爆问题的探讨[A];中国爆破新技术Ⅱ[C];2008年
4 裘迅;李志荣;黄卫清;;圆柱形多自由度超声波电动机驱动电路的研究[A];第十三届中国小电机技术研讨会论文集[C];2008年
5 林东生;周辉;关颖;肖志刚;张宏;韩福斌;叶锡生;钟玉芬;;DPF X射线元器件及电路辐照效应实验[A];第9届全国核电子学与核探测技术学术年会论文集[C];1998年
6 张继辉;穆晓曦;崔亦斌;张法江;;浅谈电子电路防止静电危害的主要措施[A];2007'第十二届全国可靠性物理学术讨论会论文集[C];2007年
7 孙祯东;;一例中岔解锁电路的分析处理[A];江苏省铁道学会2009年度获奖论文专辑[C];2009年
8 李承;;Simulink用于电路仿真研究[A];第十五届电工理论学术年会论文集[C];2003年
9 常云龙;汪殿龙;肖纪云;;一种新型高频引弧电路[A];第十次全国焊接会议论文集(第2册)[C];2001年
10 骆雅琴;;一种简便的正弦波逆变电源[A];第二届全国特种电源与元器件年会论文集[C];2002年
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1 河南 王素军;两种LED光源消防应急标志灯电路简析及维修(二)[N];电子报;2009年
2 山西 张春玲;彩电速修方略(一)[N];电子报;2010年
3 山东 逄雅琪;海信彩电维修实例集锦[N];电子报;2011年
4 天津 吕建刚;HY-1W型护眼灯电路及维修[N];电子报;2005年
5 广西 余玉福;简易功放机剖析[N];电子报;2008年
6 陕西 瞿贵荣;POKO牌TD-169C电吹风电路与检修[N];电子报;2005年
7 成都大学 杨春;一款简单实用的强电预警电路[N];电子报;2006年
8 记者 赵中庸 通讯员 孙劲 严友才;遂渝铁路新线两条TMIS电路全面开通[N];人民铁道;2006年
9 硅谷客 摘译;顺序加电控制电路[N];电子报;2009年
10 子良 摘译;行云流水的LED光效电路[N];电子报;2010年
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1 陈海;现代集成DC-DC变换器的高效率控制技术研究[D];浙江大学;2009年
2 姚凯;高功率因数DCM Boost PFC变换器的研究[D];南京航空航天大学;2010年
3 耿强;Boost斩波型直驱式永磁风力发电系统功率变换器运行控制[D];天津大学;2012年
4 任小永;高效率高功率密度通信模块电源技术的研究[D];南京航空航天大学;2008年
5 孟涛;基于全桥结构的三相单级有源功率因数校正技术研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
6 孟涛;基于全桥结构的三相单级有源功率因数校正技术研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
7 孙越明;现代便携式电子设备中低压高能效关键电路的设计与研究[D];浙江大学;2011年
8 娄佳娜;现代便携式设备中集成式电源管理的关键技术研究[D];浙江大学;2011年
9 袁臣虎;开关电源DC/DC变换器电路参数及新拓扑研究[D];天津大学;2012年
10 姚刚;Boost型功率变流器有源软开关拓扑技术研究[D];浙江大学;2007年
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1 钱立佳;多模块并联直流电源控制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
2 王红亮;Boost变换器并联工作特性的研究[D];西安理工大学;2010年
3 刘强;海洋潮流能发电系统的并网型逆变器设计研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 方堃;基于双频变换器的单相光伏发电系统研究[D];重庆大学;2010年
5 时婷婷;基于数字辅助技术的电源管理单元的研究与设计[D];电子科技大学;2011年
6 于海坤;伪连续导电模式Boost功率因数校正器研究[D];西南交通大学;2011年
7 蔡保海;应用于光伏系统的双向DC/DC变换器研究[D];燕山大学;2012年
8 卫永琴;交流Buck-Boost电路的分析与研究[D];山东科技大学;2003年
9 朱自强;升压型变换器中的阻感负载特性研究[D];安徽大学;2010年
10 张实;一种高效率的电流型BuckDC-DC变换器的分析与设计[D];上海交通大学;2012年
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