【摘要】：日前,在電力系統(tǒng)、航天供電系統(tǒng)等領(lǐng)域,高壓直流變換技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)合日益增多,傳統(tǒng)的電源拓?fù)溆捎谄骷拖到y(tǒng)絕緣等問(wèn)題,在這些場(chǎng)合很難正常工作。模塊串并聯(lián)技術(shù)利用在輸入端將多個(gè)電源模塊串聯(lián),可以很好地解決輸入高壓所引起的一系列難題,已在輸入高壓環(huán)境中廣泛應(yīng)用。目前輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)系統(tǒng)的研究重點(diǎn)是對(duì)控制策略的改進(jìn)和創(chuàng)新,使串并聯(lián)后的系統(tǒng)性能能夠媲美獨(dú)立的電源拓?fù)�。基于�?本文研究了一種能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)熱插拔功能的控制策略,包含均壓和輸出兩個(gè)控制環(huán)路,在保證系統(tǒng)均壓特性的同時(shí)提高系統(tǒng)的可靠性。針對(duì)輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)系統(tǒng)在均壓特性方面的要求,均壓控制環(huán)路選擇輸入電壓作為控制對(duì)象,來(lái)確保系統(tǒng)的均壓精度。同時(shí),輸入側(cè)采用分布式控制方式,可以實(shí)現(xiàn)良好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)和積木式搭建功能,減小研發(fā)和設(shè)計(jì)周期;系統(tǒng)的輸出控制環(huán)路選擇電壓型控制,維持系統(tǒng)的輸出電壓穩(wěn)定,并連接成自動(dòng)主從占空比模式,提高輸出控制環(huán)路的可靠性。兩個(gè)控制環(huán)路的輸出相互疊加,共同調(diào)節(jié)各自模塊的占空比信號(hào),在系統(tǒng)輸出穩(wěn)定的前提下,可以保證精準(zhǔn)的均壓精度和快速的動(dòng)態(tài)特性。為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)熱插拔功能,在每個(gè)模塊輸入端設(shè)計(jì)了檢測(cè)電路,可以在模塊出現(xiàn)故障后迅速檢測(cè)并將其切除。同時(shí)均壓控制環(huán)路自動(dòng)根據(jù)剩余正常模塊的數(shù)量進(jìn)行調(diào)整,保證正確的均壓控制。此外,針對(duì)在實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合中可能遇到的問(wèn)題,例如器件參數(shù)失配的影響、熱插拔過(guò)程中的檢測(cè)和切除方式,給予相應(yīng)的分析和選擇方法。并提供了切除故障后,系統(tǒng)將承受電壓和電流壓力的計(jì)算公式,以便于選擇合適的器件和模塊數(shù)量,提高整個(gè)電源系統(tǒng)的可靠性和抗干擾能力。針對(duì)以上各部分研究重點(diǎn),本文通過(guò)建立數(shù)學(xué)模型進(jìn)行基礎(chǔ)理論推導(dǎo),并在相應(yīng)的條件下利用仿真軟件SIMPLIS分別從時(shí)域和頻域?qū)ζ潋?yàn)證。在論文最后搭建了三模塊輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)系統(tǒng)平臺(tái),利用實(shí)驗(yàn)對(duì)控制策略的性能進(jìn)行驗(yàn)證。同時(shí)在仿真和實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,分別在均壓精度、動(dòng)態(tài)響應(yīng)和可靠性方面,將自動(dòng)熱插拔控制策略與同占空比控制策略進(jìn)行效果對(duì)比,驗(yàn)證本文研究的控制策略的可行性。
【圖文】：

100 10MagnitPhase(deg) 45 90010110210310410Frequency (Hz) 20MagniPhase(deg) 80 120Frequency (Hz)1102 10 40a) 建模計(jì)算得到的 Bode 圖 b) 仿真掃頻得到的 Bode 圖圖 4-4 補(bǔ)償后的輸出電壓環(huán)的開(kāi)環(huán) Bode 圖從圖 4-4 可以得知：補(bǔ)償后網(wǎng)絡(luò)的穿越頻率為 2.65 kHz，幅頻特性曲-20 dB 的速率穿過(guò) 0 dB 線，相角裕度為 90.7°，滿足穩(wěn)定性標(biāo)準(zhǔn)。.3 仿真結(jié)果分析根據(jù)工作要求，本節(jié)對(duì)所設(shè)計(jì)的三電源模塊組成的 ISOP 系統(tǒng)進(jìn)行仿試，驗(yàn)證所研究的控制策略對(duì)系統(tǒng)的控制效果。仿真原理圖如圖 4-5 所

變壓器漏感取為原邊電感的 1%，鉗位電阻的計(jì)算公式為：out fclamp clampclamp2s leak p228 kV VV VNRf L I 電壓紋波 V 取為鉗位電壓的 10%，鉗位電容的計(jì)算公式為：clampclampclamp s7.1 nFVCR f V 考慮標(biāo)準(zhǔn)電阻值、電容值，，最終取：clampR 30 k ，clampC 10 nF實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析如圖 5-2 所示，本文搭建的硬件平臺(tái)包含三個(gè)模塊，連接成 ISOP模塊由反激變換器構(gòu)成。ck ——鉗位系數(shù)，一般取 1.3~2 之間；fV ——副邊整流二極管的導(dǎo)通壓降，取為 1 V。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：V442

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2652194