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DC/DC变换器并联均流与交错控制研究

梁锋  
【摘要】:较之传统的单电源供电,并联电源具有很多优点,如方便实现大容量、高效率,能够保证较高的可靠性等。而几个DC/DC电源模块并联时,如果能够实现各模块的交错运行,则可以减小总输出电压和电流的纹波幅值,提高纹波频率,从而改善输出电压和电流的质量。 本文致力于DC/DC变换器并联均流及自动交错控制的研究,提出了一种无均流线均流控制及无交错线自动交错运行控制方案。该方案采用分布式控制,与现有的其他控制方案相比,其最大的特点就是各并联电源模块之间只通过输出端负载彼此相连,此外再不需要其他连接线(均流线和交错线),因此可以实现真正的模块化。 本文详细介绍了所提出的无均流线均流控制的原理,并给出了控制框图。在该控制方案中,各电源模块向输出母线注入一高频低幅值正弦信号,该信号频率与本模块输出电流的幅值成反比。通过检测输出母线上的正弦信号频率的分布情况,各电源模块即可获得本系统其他模块的输出电流信息,并据此对自身的电流设定值进行调节,从而实现系统的均流控制。 无交错线自动交错控制方案是本文研究的重点。文中详细阐述了该控制方案的工作原理,进行了仿真研究,并介绍了利用模拟电路实现该方案的方法。在该方案中,各电源模块通过检测输出电压中的尖峰脉冲(电压毛刺)来获得系统中其他模块的开关时序,并据此对本模块的开关信号的相位进行调整,从而实现系统的交错运行。此外,当系统中参与并联的模块数目变化时,该方案还能够自动进行调整,使系统在新的并联状态下重新达到交错状态,因而具有自动交错功能。 设计、研制了一台由三个DC/DC模块并联的电源样机,对提出的无均流线均流控制方案和无交错线自动交错控制方案进行了实验研究,实验结果表明以上控制方案是可行的。


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