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考虑模块输入阻抗影响的ISOP-DAB变换器系统输入均压控制策略 被引量:1
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作者 李善寿 夏虎 +2 位作者 方潜生 叶伟 王浩 《电力自动化设备》 北大核心 2025年第3期124-130,154,共8页
针对输入串联输出并联双有源全桥(ISOP-DAB)直流变换器系统的子模块元器件参数不一致所导致的输出功率不均分问题,提出一种基于输入阻抗的ISOP-DAB直流变换器系统输入均压控制策略。通过改进传统单移相控制方法,得到一种能够减小回流功... 针对输入串联输出并联双有源全桥(ISOP-DAB)直流变换器系统的子模块元器件参数不一致所导致的输出功率不均分问题,提出一种基于输入阻抗的ISOP-DAB直流变换器系统输入均压控制策略。通过改进传统单移相控制方法,得到一种能够减小回流功率的新型单移相(NSPS)控制方法;进一步,基于NSPS分析ISOP-DAB直流变换器系统的输入电压均分、输出功率均分与各模块输入阻抗之间的关系,通过调节NSPS的内移相比,使各模块输入阻抗幅值相等,实现系统输入电压均分以及模块输出功率相等,同时减小双有源全桥变换器的回流功率,提高系统工作功率。通过仿真和实验验证了所提控制策略的正确性和有效性。 展开更多
关键词 双有源全桥变换器 单移相控制 输入串联输出并联 输入电压均分 输出功率均分
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三重移相下的双有源桥变换器结合ZVS的最小电流应力控制 被引量:1
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作者 孙标广 邓旭哲 《电工电能新技术》 北大核心 2025年第1期45-56,共12页
为了在减小双有源桥(DAB)变换器电流应力的同时兼顾开关管的软开关(ZVS),本文提出一种三重移相下的双有源桥变换器结合ZVS的最小电流应力控制策略。该策略首先引入三重移相控制,并结合DAB变换器在此控制模式下的数学模型与功率特性分析... 为了在减小双有源桥(DAB)变换器电流应力的同时兼顾开关管的软开关(ZVS),本文提出一种三重移相下的双有源桥变换器结合ZVS的最小电流应力控制策略。该策略首先引入三重移相控制,并结合DAB变换器在此控制模式下的数学模型与功率特性分析,发现三重移相控制能够使DAB变换器在全功率范围内高效传输能量。为了寻求电流应力最小化的最优解,该策略采用基于Karush-Kuhn-Tucker(KKT)条件的优化方法并充分考虑DAB变换器的ZVS特性。在全功率范围内成功确定了能够实现电流应力最小化的最优移相角组合。将本文提出的控制策略与传统的三重移相控制策略进行对比分析,所提策略在实现所有开关管ZVS能力的同时,显著降低了电流应力,从而大幅提升了DAB变换器的整体性能与效率。最后,基于本文所提控制策略搭建了实验样机,实验结果表明其在降低电流应力和实现ZVS方面的有效性。 展开更多
关键词 DAB变换器 三重移相控制 最小电流应力 零电压开关 KKT
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双有源桥变换器的新型双重移相电流应力优化控制策略
3
作者 刘春喜 王涛 田迎澳 《电力系统保护与控制》 北大核心 2025年第7期88-98,共11页
针对双有源桥变换器双重移相控制时输入输出电压调节比不匹配时的电流应力过高问题,提出一种新型双重移相调制下的电流应力分段优化控制策略,通过降低电感电压的方式来降低电流应力,从而提高系统效率。首先分析了新型双重移相调制的工... 针对双有源桥变换器双重移相控制时输入输出电压调节比不匹配时的电流应力过高问题,提出一种新型双重移相调制下的电流应力分段优化控制策略,通过降低电感电压的方式来降低电流应力,从而提高系统效率。首先分析了新型双重移相调制的工作原理,验证了降低电感电压可以明显降低电流应力。然后考虑不同的传输功率和电压调节比,对相应工作区间的电流应力进行分段优化,推导出最小电流应力下的最优移相比组合,并结合电流应力分段优化设计了闭环控制策略。最后搭建了双有源桥变换器实验样机,并进行了实验验证。实验结果表明,与其他优化控制相比,所提控制策略在低到中功率范围电流应力和回流功率更小,负载突变时的动态响应速度更快。 展开更多
关键词 双有源桥变换器 双重移相 电流应力 回流功率
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基于模型预测与复合占空比的双有源全桥变换器电压电流暂稳态调控方法
4
作者 杨鸣 汪小丰 +1 位作者 司马文霞 唐君豪 《电工技术学报》 北大核心 2025年第4期1203-1220,共18页
双有源全桥变换器是固态变压器的核心组件,其暂稳态调控策略目前多采用低自由度调制或弱动态调节控制,难以在全功率、宽电压转换比工作范围内实现电感电流和输出电压纹波的深度抑制,并造成暂态冲击恢复时间偏长,对固态变压器的安全可靠... 双有源全桥变换器是固态变压器的核心组件,其暂稳态调控策略目前多采用低自由度调制或弱动态调节控制,难以在全功率、宽电压转换比工作范围内实现电感电流和输出电压纹波的深度抑制,并造成暂态冲击恢复时间偏长,对固态变压器的安全可靠运行造成挑战。该文以构筑双有源全桥变换器的暂稳态调控策略为目标,研究适用于全范围调制设计和无电感电流传感器控制的双有源全桥变换器状态空间平均值模型,以全功率、宽电压转换比工作范围内深度抑制电感电流和输出电压纹波为突破口,提出基于模型预测与复合占空比的双有源全桥变换器电压电流暂稳态调控方法,揭示多场景多工况下不同调控策略的稳态特性及其输出负荷、输入电压、输出电压参考值突变下的动态响应特性,对所提调控策略进行对比验证,保障双有源全桥变换器在全功率、宽电压转换比工作范围下的安全高效运行。 展开更多
关键词 固态变压器 双有源全桥变换器 稳态性能 动态性能 三重移相调制
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考虑不同优化指标的双有源桥变换器全局优化控制
5
作者 王祺 张泽轲 王春花 《电力系统保护与控制》 北大核心 2025年第5期113-122,共10页
双有源桥(dual-active-bridge,DAB)变换器在能量双向传输的场合扮演着关键的角色,其中单移相控制是其最典型的控制方式。然而,当DAB变换器的输入电压和输出电压不匹配时会产生较大的回流功率,同时会增大电流应力,轻载时无法实现全部开... 双有源桥(dual-active-bridge,DAB)变换器在能量双向传输的场合扮演着关键的角色,其中单移相控制是其最典型的控制方式。然而,当DAB变换器的输入电压和输出电压不匹配时会产生较大的回流功率,同时会增大电流应力,轻载时无法实现全部开关管的零电压开通(zero-voltage-switching,ZVS)。针对传统单移相控制在电压不匹配运行时效率降低的问题,提出一种基于双重移相(dual-phase-shift,DPS)控制的全功率范围内保证全部开关管实现ZVS的最小回流功率优化策略,以提高变换器在宽电压调节比下的效率。首先,综合考虑功率的传输特性、电压调节比以及最小回流功率、最小电流应力、全ZVS三者之间的耦合关系,研究全部开关管实现ZVS的功率范围。然后,根据给定的约束条件,通过分段优化的方法,得到全局最优解。最后,搭建实验平台验证所提优化策略在电压不匹配运行条件下可以使DAB变换器的全部开关管在全功率范围内均能实现ZVS,同时减小了回流功率。 展开更多
关键词 双有源桥变换器 回流功率 电流应力 软开关 双重移相控制
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基于双重移相控制的双有源桥DC-DC变换器最小回流功率优化控制
6
作者 王盼 朱继赜 +3 位作者 徐虎 章国光 袁雷 徐岸非 《太阳能学报》 北大核心 2025年第5期193-202,共10页
为提高双有源桥DC-DC变换器的效率,提出一种基于双重移相控制的最小回流功率优化方案。针对双重移相的两种工作模式,分析推导各模式下的传输功率、回流功率及零电压开通(ZVS)特性,采用Karush Kuhn Tucker(KKT)条件法结合零电压开通特性... 为提高双有源桥DC-DC变换器的效率,提出一种基于双重移相控制的最小回流功率优化方案。针对双重移相的两种工作模式,分析推导各模式下的传输功率、回流功率及零电压开通(ZVS)特性,采用Karush Kuhn Tucker(KKT)条件法结合零电压开通特性求解实现回流功率最小化的最优移相比组合,由此提出最小回流功率优化方案及相应的控制策略。基于所提控制策略搭建实验样机,分析该方案的动态特性并对其与单移相控制、传统双重移相优化控制下的稳态特性包括回流功率、效率分析。所提优化控制的可行性和有效性在实验结果中得到了验证。 展开更多
关键词 双有源桥DC-DC变换器 回流功率 双重移相控制 KKT条件法 零电压开通
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基于超螺旋滑模控制的双有源桥DC-DC变换器电流应力优化控制
7
作者 王盼 朱继赜 +3 位作者 叶高翔 黄思雨 阳磊 徐虎 《高电压技术》 北大核心 2025年第3期1295-1306,共12页
随着高比例新能源的接入,直流微电网系统中双有源桥DC-DC变换器,针对系统扰动时的电压波动、动态响应慢及效率降低等问题有待优化。该文在扩展移相下提出一种融合滑模控制和最小化电流应力的优化控制策略,提升效率的同时改善系统动态响... 随着高比例新能源的接入,直流微电网系统中双有源桥DC-DC变换器,针对系统扰动时的电压波动、动态响应慢及效率降低等问题有待优化。该文在扩展移相下提出一种融合滑模控制和最小化电流应力的优化控制策略,提升效率的同时改善系统动态响应性能。鉴于传统滑模控制的抖振现象,采用超螺旋滑模算法去消除该现象,提高系统控制精度及性能。该文进行了仿真,同时设计并搭建了实验平台,实验结果表明:在输入电压突变、负载切换、参考电压改变时,控制系统均具有良好的动态、稳态性能,同时能有效减小电流应力,实现系统的多目标优化。仿真与实验验证了所提控制策略的可行性和有效性。 展开更多
关键词 直流微电网 双有源桥DC-DC变换器 扩展移相 超螺旋滑模控制 电流应力
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基于耦合滤波电感的电流源型双有源桥式直流变换器的研究 被引量:1
8
作者 赖臻 曾君 刘俊峰 《电源学报》 北大核心 2025年第2期11-20,共10页
应用于储能系统的电流源型双有源桥式变换器往往存在电流应力大、软开关范围受限等问题,限制了变换器的效率和功率密度。针对此问题,结合耦合电感技术,提出1种储能侧电流纹波小且软开关范围宽的电流源型双有源桥式变换器。变换器的储能... 应用于储能系统的电流源型双有源桥式变换器往往存在电流应力大、软开关范围受限等问题,限制了变换器的效率和功率密度。针对此问题,结合耦合电感技术,提出1种储能侧电流纹波小且软开关范围宽的电流源型双有源桥式变换器。变换器的储能侧由2个并联的电流源型全桥构成,可有效减小储能侧开关管的电流应力。通过调节储能侧并联全桥间的移相,可减小储能侧电流纹波;通过合理设计耦合滤波电感,得到足够大的互感电流以满足开关管的软开关条件。详细介绍了变换器的工作原理和稳态分析,并设计了400W的实验样机,实验结果进一步验证了所提变换器的优越性和可行性。 展开更多
关键词 双有源桥式变换器 耦合电感 交错技术 软开关
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基于单移相调制的双有源桥变换器磁性元件多目标优化设计
9
作者 靳浩源 裴云庆 +3 位作者 王来利 董晓博 王淦 李汕哲 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第10期3946-3957,I0032,共13页
双有源桥(dualactive bridge,DAB)变换器在电力电子变压器中有着广泛应用,其中磁性元件对变换器的效率、功率密度和可靠性有重要影响。但是以往关于磁性元件优化的研究与DAB变换器运行原理结合较少,优化问题求解复杂,并且很少对其中的... 双有源桥(dualactive bridge,DAB)变换器在电力电子变压器中有着广泛应用,其中磁性元件对变换器的效率、功率密度和可靠性有重要影响。但是以往关于磁性元件优化的研究与DAB变换器运行原理结合较少,优化问题求解复杂,并且很少对其中的电感进行优化。文中针对单移相调制下DAB变换器,结合DAB变换器运行原理与磁性元件多物理场设计理论,以磁芯形状、电感值、变压器匝数为决策变量,构造电路层面和器件层面两大类约束条件,以效率和功率密度作为优化目标进行多目标优化。对于上述优化问题,重点从理论上推导电感值和变压器匝数对各约束条件和优化目标的影响,总结出决策变量的设计规律,从而降低决策变量维度,且结论具有通用性;然后,给出优化流程;最后,通过实验进行验证。 展开更多
关键词 双有源桥变换器 磁性元件 多目标优化 约束条件 电感值
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基于功率开关对称移相调制的直流配电系统DAB变换器能/信同传方法
10
作者 徐阳 李明雪 于东升 《电工电能新技术》 北大核心 2025年第6期35-44,共10页
模块化双有源全桥(DAB)DC/DC变换器具有快速响应、电气隔离和高功率密度的优势,是直流配网系统中实现电压调节的核心装置。不同节点之间的通信是保障直流配网系统可靠运行的关键。本文提出一种基于功率开关对称移相调制的电能与信号同... 模块化双有源全桥(DAB)DC/DC变换器具有快速响应、电气隔离和高功率密度的优势,是直流配网系统中实现电压调节的核心装置。不同节点之间的通信是保障直流配网系统可靠运行的关键。本文提出一种基于功率开关对称移相调制的电能与信号同步传输通信方法,通过切换相同传输功率下的功率开关一组对称移相比,使得输出电压谐波相位按照一定规律变化,从而将特定相位的纹波信号嵌入到输出侧母线电压,并以该纹波信号作为数据载波实现了电能与信号的同步传输。同时,分析了对称移相调制纹波的等效信号表达式,推导了相应的数据解调判据。实验验证了本文提出基于功率开关对称移相调制的电能与信号同步传输通信策略的有效性。 展开更多
关键词 双有源全桥 电能与信号同步传输 信号调制 数据解调
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双有源桥变换器电流应力的本征规律分析及其优化控制
11
作者 张来勇 涂春鸣 +2 位作者 肖凡 刘贝 陈燕东 《电工技术学报》 北大核心 2025年第12期3977-3993,共17页
为了在功率传输或电压波动下实现双有源桥变换器连续且实时的应力优化控制,对其模式间规律以及模式内的优化控制变量间规律进行研究至关重要。现阶段的研究仍还存在应力优化控制变量函数表达式推导复杂等问题。针对此问题,该文运用遗传... 为了在功率传输或电压波动下实现双有源桥变换器连续且实时的应力优化控制,对其模式间规律以及模式内的优化控制变量间规律进行研究至关重要。现阶段的研究仍还存在应力优化控制变量函数表达式推导复杂等问题。针对此问题,该文运用遗传算法进行应力优化,解析出各个模式的优化变量间规律。基于此,采用三角函数极坐标法推导出相应优化控制变量函数表达式。首先,利用图形分析法从十二种工作模式中筛选出四种局部最优模式,这四种模式在不同功率区间内具备应力或有效值较低的特征;其次,对四种模式进行应力优化并对比分析优化结果,解析出这四种模式在不同功率段下优化变量间的规律;再次,基于此规律运用三角函数极坐标法推导出电流应力函数表达式及其优化控制变量函数表达式;最后,通过对比这四种模式在全功率区间的电流应力,选择各功率段上的最优模式和最优控制变量,从而实现全局应力优化控制。仿真和实验证明了理论分析的正确性以及优化控制策略有效性。 展开更多
关键词 双有源桥变换器 应力优化 局部最优工作模式 全局最优工作模式 三角函数极 坐标法
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考虑直流变压器控制与容量约束的直流配电网连续潮流计算
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作者 许晓龙 王强钢 +3 位作者 周亦尧 廖建权 张雪飞 周念成 《电力系统自动化》 北大核心 2025年第13期83-92,共10页
连续潮流是评估电力系统静态电压稳定性的重要工具之一。现有针对多电压等级直流配电网的连续潮流方法未充分考虑直流变压器(DCT)的控制及容量约束,影响计算结果的精确性。针对双有源桥型DCT,文中提出了一种考虑DCT控制和容量约束的直... 连续潮流是评估电力系统静态电压稳定性的重要工具之一。现有针对多电压等级直流配电网的连续潮流方法未充分考虑直流变压器(DCT)的控制及容量约束,影响计算结果的精确性。针对双有源桥型DCT,文中提出了一种考虑DCT控制和容量约束的直流配电网连续潮流计算方法。首先,通过引入虚拟节点,结合DCT外特性方程建立了不同控制方式下的DCT稳态模型。分析了不同控制方式下DCT移相比与副边负载功率的关系,为连续潮流计算中DCT约束触发后的数学模型转换提供依据。在此基础上,建立了考虑DCT控制和容量约束的连续潮流模型,并提出了由DCT控制和容量约束导致的分岔点及其诱导原因的识别判据。所提方法的有效性在修改后的PG&E 69节点测试系统中得到了验证。 展开更多
关键词 直流配电网 静态电压稳定 连续潮流 直流变压器 双有源桥 控制约束 容量约束
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双有源桥变换器移动离散控制集无模型预测电压控制策略
13
作者 尹政 邓富金 +2 位作者 王青松 詹昕 黄堃 《电工技术学报》 北大核心 2025年第6期1853-1863,共11页
传统的双有源桥(DAB)变换器模型预测控制(MPC)依赖于系统参数的准确性,针对该问题,该文提出一种DAB移动离散控制集无模型预测电压控制(MDCS-MFPVC)策略,消除了系统参数对DAB变换器电压控制的影响。首先,分析参数失配对传统MPC的影响。其... 传统的双有源桥(DAB)变换器模型预测控制(MPC)依赖于系统参数的准确性,针对该问题,该文提出一种DAB移动离散控制集无模型预测电压控制(MDCS-MFPVC)策略,消除了系统参数对DAB变换器电压控制的影响。首先,分析参数失配对传统MPC的影响。其次,建立DAB变换器离散数据模型,替代传统的数学模型,提高了预测电压控制的鲁棒性。再次,通过数据模型误差反馈和多输入变量的设置,结合最小二乘法对离散数据模型进行实时辨识;结合系统采样和数据模型辨识结果,实现未来时刻的电压无模型预测,并通过价值函数评估最优移相角,应用在下一个控制周期。该方法可以实时辨识DAB系统数据模型,消除了参数失配对MPC的影响,保证了输出电压的鲁棒性。最后,通过搭建DAB变换器仿真和实验系统,验证了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 双有源桥变换器 无模型预测 电压控制 离散移动控制集 参数鲁棒性
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双有源桥变换器无电流传感器调制模型预测控制
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作者 尹政 邓富金 +1 位作者 詹昕 黄堃 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第1期49-57,共9页
针对双有源桥(DAB)变换器传统模型预测控制(MPC)负载电压性能对系统采样噪声较为敏感以及输出纹波较大的问题,提出一种DAB变换器无电流传感器调制模型预测控制方法。所提方法通过使用全阶滑模观测器,构建系统观测模型,在每个控制周期实... 针对双有源桥(DAB)变换器传统模型预测控制(MPC)负载电压性能对系统采样噪声较为敏感以及输出纹波较大的问题,提出一种DAB变换器无电流传感器调制模型预测控制方法。所提方法通过使用全阶滑模观测器,构建系统观测模型,在每个控制周期实时观测系统负载电流和电压,抑制了采样噪声的影响,消除了电流传感器的使用,降低了硬件成本;此外,所提方法将传统MPC方法与无差拍控制思想相结合,实时计算每个控制周期的最优移相角,提高了移相角计算准确性,降低了负载电压纹波。所提方法可以实时观测DAB系统负载电流和电压,消除了电流传感器,抑制了采样噪声的影响,降低了电压预测误差,改善了电压性能。最后,通过实验和仿真验证了所提方法的有效性和优越性。 展开更多
关键词 双有源桥变换器 模型预测控制 无电流传感器 滑模观测器 调制控制 电压纹波
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双有源桥变换器自适应参数辨识鲁棒预测控制
15
作者 尹政 邓富金 +1 位作者 黄堃 詹昕 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第2期74-84,95,共12页
针对双有源桥(DAB)变换器传统模型预测控制(MPC)输出电压性能对系统参数变化较为敏感的问题,提出一种基于自适应参数辨识的DAB变换器鲁棒预测控制方法。本研究采用递归最小二乘法构建参数辨识矩阵,通过在线实时校正DAB系统的电感与电容... 针对双有源桥(DAB)变换器传统模型预测控制(MPC)输出电压性能对系统参数变化较为敏感的问题,提出一种基于自适应参数辨识的DAB变换器鲁棒预测控制方法。本研究采用递归最小二乘法构建参数辨识矩阵,通过在线实时校正DAB系统的电感与电容动态参数,有效增强了MPC在变工况下的鲁棒特性;通过参数误差反馈及门槛值设置,在每个控制周期中根据误差大小自适应调整遗忘因子,提高参数辨识准确性及收敛速度;结合系统采样和参数辨识结果,实现未来时刻的电压预测,并通过价值函数评估最优移相角,应用在下一个控制周期。该方法可以实时辨识DAB系统电感和电容参数,消除了参数失配对预测控制的影响,保证了输出电压性能。最后,通过仿真和硬件实验平台验证了所提方法在稳态、动态以及参数辨识下的运行性能。 展开更多
关键词 双有源桥变换器 模型预测控制 参数辨识 递归最小二乘法 自适应遗忘因子 鲁棒性
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基于组合双重移相的双有源桥DC-DC变换器电流应力优化控制
16
作者 余伟臣 高明 +1 位作者 干方宇 石健将 《电源学报》 北大核心 2025年第2期21-30,共10页
针对双有源桥DC-DC变换器在电压不匹配时会产生较大的电流应力,导致变换器效率降低的问题,提出1种结合双重内移相与交错双重移相的组合双重移相控制策略。首先,分析2种控制策略工作原理,建立传输功率和电流应力的数学模型;然后,以最小... 针对双有源桥DC-DC变换器在电压不匹配时会产生较大的电流应力,导致变换器效率降低的问题,提出1种结合双重内移相与交错双重移相的组合双重移相控制策略。首先,分析2种控制策略工作原理,建立传输功率和电流应力的数学模型;然后,以最小电流应力为优化目标,利用Karush-Kuhn-Tucker条件下的拉格朗日乘子法求解最优移相比;其次,根据电压比和传输功率对2种控制策略下的优化方法进行组合,利用组合双重移相控制获得全局电流应力最优解,并与现有的单移相和双重移相控制进行比较,得出所提控制策略能够在电压比较大的情况下进一步降低电流应力与回流功率,提高传输效率;最后,搭建实验样机验证该控制策略可行性。 展开更多
关键词 双有源桥 双重移相 电压比 电流应力 优化控制
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基于罗氏线圈的高频双有源桥变换器电流模式控制及实现 被引量:1
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作者 朱博阳 韩伟健 +1 位作者 陈建良 辛振 《电工技术学报》 北大核心 2025年第6期1888-1899,共12页
电流模式控制是实现双有源桥变换器(DAB)高动态功率调控的有效手段。但在高频高功率密度应用场合,现有的电流模式控制方案仍存在电流传感器带宽不足、“模拟+数字”混合控制器实现复杂的问题。基于“比较触发”机制,该文提出一种适用于... 电流模式控制是实现双有源桥变换器(DAB)高动态功率调控的有效手段。但在高频高功率密度应用场合,现有的电流模式控制方案仍存在电流传感器带宽不足、“模拟+数字”混合控制器实现复杂的问题。基于“比较触发”机制,该文提出一种适用于高频DAB变换器(百kHz开关频率)的电流模式控制及实现方法,通过罗氏线圈实现高频电感电流的精确感知,并设计基于单一微控制器的模数混合电流模式控制器,简化了控制系统结构、降低了系统成本。采用该文提出的控制方案,可实现高频DAB变换器电感电流的高动态控制,进而实现变换器的快速功率调控和逐周期限流保护。实验结果表明:所提方法实现了200 kHz DAB变换器的电流模式控制,电感电流的动态响应时间仅为2.5μs,开关频率水平和动态响应远高于并优于已有研究成果。 展开更多
关键词 双有源桥变换器 电流模式控制 罗氏线圈 动态响应
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基于SQP算法的双有源桥变换器的电流有效值优化控制策略
18
作者 吴凡煜 刘沈全 +2 位作者 龚厉川 曾德辉 王钢 《广东电力》 北大核心 2025年第1期83-90,共8页
双有源桥变换器在输入、输出电压不匹配时,内部会产生可观的回流功率,并伴随着变压器原、副边电流的显著增加,导致效率下降。对此,基于双重移相调制方法,研究双有源桥在电压不匹配情况下的传输效率问题,针对复杂的非线性电流有效值数学... 双有源桥变换器在输入、输出电压不匹配时,内部会产生可观的回流功率,并伴随着变压器原、副边电流的显著增加,导致效率下降。对此,基于双重移相调制方法,研究双有源桥在电压不匹配情况下的传输效率问题,针对复杂的非线性电流有效值数学模型,提出基于序列二次规划(sequential quadratic programming,SQP)算法的双有源桥变换器电感电流有效值优化方法,可通过降低电感电流有效值提升双有源桥的运行效率。首先,建立双有源桥变换器关于电感电流有效值的数学模型;接着,分析双重移相下的软开关特性,并结合双有源桥的边界工况及拓扑参数,明确约束条件,基于SQP算法求解电感电流有效值最低时的移相比组合参数;最后,在Simulink上搭建仿真算例,在电压几乎匹配和电压严重不匹配的工况下完成仿真实验并与其他控制策略进行对比。实验结果表明:相比于单移相调制,电流有效值可降低11.5%;相比于电流应力、回流功率的优化,电流有效值优化分别可提升0.76、0.92百分点的效率。这验证了理论分析的正确性与所提策略的有效性。 展开更多
关键词 双有源桥 电流有效值 序列二次规划算法 软开关 双重移相
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基于三电平扩展移相控制的双有源桥直流变换器优化调制策略
19
作者 林凯瑶 陈艳慧 《电网技术》 北大核心 2025年第8期3501-3511,I0128-I0130,共14页
二极管中点箝位(neutral-point-clamped,NPC)三电平双有源桥(dual-active bridge,DAB)变换器能够扩展输入或输出电压范围,适应更高电压等级的电能变换。该文提出一种基于三电平扩展移相控制的电流应力优化调制策略。在DAB原边全桥引入NP... 二极管中点箝位(neutral-point-clamped,NPC)三电平双有源桥(dual-active bridge,DAB)变换器能够扩展输入或输出电压范围,适应更高电压等级的电能变换。该文提出一种基于三电平扩展移相控制的电流应力优化调制策略。在DAB原边全桥引入NPC三电平结构,原边全桥输出电压为对称五电平电压,副边全桥输出电压为对称两电平电压,构成三电平扩展移相控制。建立变换器在4种工作模式下的数学模型,得到其移相比约束条件和功率范围;以电感电流应力最小为优化目标,采用Karush-Kuhn-Tucker(KKT)法,得到不同工作模式下电感电流应力最小的最优解。不同的解所能达到的功率范围不同,在功率交叠区,具有最小电流应力的最优解为最终的最优解。最后对所提出的调制方案进行实验验证,将三电平扩展移相优化调制策略与两电平扩展移相控制电流峰值最小优化策略以及单移相控制进行对比,实验结果验证了该文的三电平扩展移相优化调制策略能够在宽电压范围内进一步降低电流应力并提高变换效率。 展开更多
关键词 双有源桥 中点箝位 三电平扩展移相 电流应力 优化
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混合三电平双有源桥变换器电流应力优化策略研究
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作者 蔡金汕 刘春喜 刘文强 《电气工程学报》 北大核心 2025年第3期78-87,共10页
为了减小二极管钳位型混合三电平双有源桥变换器的电流应力,提高变换器的效率,提出一种基于双重移相控制的最小电流应力优化控制策略。首先分析双重移相控制的工作原理,得到四种工作模式下的功率传输特性和电流应力特性。其次,通过增加... 为了减小二极管钳位型混合三电平双有源桥变换器的电流应力,提高变换器的效率,提出一种基于双重移相控制的最小电流应力优化控制策略。首先分析双重移相控制的工作原理,得到四种工作模式下的功率传输特性和电流应力特性。其次,通过增加惩罚函数,从而实现约束条件,利用改进的差分进化粒子群算法来寻找满足最小电流应力的最优移相组合,减小电流应力,并与其他文献所提的电流应力优化方法进行对比,得到了在不同传输功率下,所提优化方法对电流应力的优化效果更好、效率更高。最后,通过仿真和试验验证所提控制方法的准确性与可行性。 展开更多
关键词 混合三电平双有源桥变换器 双重移相控制 电流应力 改进的差分进化粒子群
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