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高频光伏直流功率变换器传导干扰分析与抑制

金陵  
【摘要】:分布式光伏中压直流变换器作为分布式光伏直流发电系统的核心装备,将光伏1000V以下的低压直流转换为中压直流并网发电,在分布式发电系统中应用,需具有效率高、体积较小的特点。基于高速宽禁带半导体的中压高频光伏直流功率变换器具有体积小、效率高等特点,但其传导电磁干扰问题严重,对通信环境和系统控制性能影响较大。LLC变换器可以在全负载范围内实现软开关,无源元件更少,整体效率与功率密度更易得到提升,在光伏发电中得到更为广泛的应用,然而对于副边电路为桥式整流形式的全桥LLC拓扑,由于其功率半导体器件数量多,传导干扰的建模难度大,提出相应传导EMI抑制措施较为困难,鲜有文献展开工作,而现有的传导干扰建模方法还存在着简化过程具有特殊性或解析计算式较为复杂的问题,难以应用于全桥LLC拓扑。针对上述问题,本文主要开展了以下几个方面的工作:1.采用简化集总电路建模方法,在分析光伏直流功率变换器的传导EMI耦合机理后,首先对变压器的高频模型进行了简化建模,提出了适用于共模干扰建模用的变压器双电容模型,得到简洁易用的解析式。2.在此基础上运用替代定理与线性叠加定理提出了传导EMI建模方法,建立光伏全桥LLC的传导EMI模型并通过仿真与实验验证了其准确性。为证明理论通用性,同样建立并验证了小功率反激变换器传导EMI模型。3.在建立的传导EMI模型基础上,推导出了光伏全桥LLC的共模EMI噪声平衡条件,改进了其跨接桥电容抑制措施,取得了更好的抑制效果,最后通过仿真与实验证明了改进措施的有效性。


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