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新型模块化高压大功率DC-DC变换器

发布时间:2019-08-07 17:21
【摘要】:针对高压大功率场合下的直流电压变换需求,提出了一种新型模块化DC-DC变换器。该变换器开关频率低、损耗小,内部无线圈,结构简单,采用模块化设计易于扩展,且控制方式简单,适用于电压等级高、传输容量大的直流输电场合。分别设计了单向DC-DC变换器和双向DC-DC变换器,阐述了2种变换器拓扑结构、工作原理以及控制方式,并通过对比介绍了新型变换器的优势。PSCAD/EMTDC环境下的仿真实验表明,新型DC-DC变换器可以很好地实现直流变压功能,直流电压电流波形理想。
【图文】:

新型模块化高压大功率DC-DC变换器,赵成勇;李路遥;翟晓萌;《电力系统自动化》;2014年04期


2组桥臂组成,称为A组桥臂和B组桥臂。4个桥臂具有严格对称性,即各子模块的参数和各桥臂电抗值都是相同的。输入端的平波电抗器用于减少电流纹波。图1单向DC-DC变换器拓扑Fig.1TopologyofunidirectionalDC-DCconverter桥臂上的子模块拓扑结构如图2所示,每个子模块由2个作为开关单元的IGBT和一个直流储能电容构成,USM为子模块的端口输出电压,iSM为该子模块所在桥臂的电流,,Uc为子模块的电容电压。图2子模块结构图Fig.2ConfigurationofanSM每个子模块都是两端元件,通过控制VT1和VT2的开通和关断,子模块输出电压USM可以同时在2种电流方向的情况下交替输出电容电压Uc与0[10]。以A组上桥臂为例,共有n个子模块,可将这n个子模块输出的总电压等效为可控电压源。若桥臂的子模块数量足够多,通过控制各个子模块的投入和切出,即可输出多种波形的电压。变换器右侧是一个不可控整流电路,保证输出电压的极性不变。1.2单向DC-DC变换器工作原理单向DC-DC变换器的等值电路图如图3所示。由于变换器中2组桥臂具有严格的对称性,故以A组桥臂为例。图3中,uA1和uA2分别为A组上、下桥臂等效可控电压源输出电压,表达式如下:uA1=∑ni=1ucA1iSA1iuA2=∑ni=1ucA2iSA2p舙膒疲椋ǎ保┦街校海酰悖粒保楹停酰悖粒玻榉直鹞磷樯稀⑾虑疟鄹髯幽?榈牡缛莸缪梗

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