新能源聯(lián)合供電系統(tǒng)中,多端口直流變換器可代替原有多個(gè)分立變換器,以簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、降低成本。針對(duì)大電流應(yīng)用場(chǎng)合,提出一種采用耦合電感的Buck/Boost集成型三端口直流變換器,通過電感交錯(cuò)并聯(lián)使橋臂結(jié)構(gòu)一致,同時(shí)實(shí)現(xiàn)電流擴(kuò)容與紋波抑制,將兩電感反向耦合,進(jìn)一步改善變換器性能。文中給出其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與控制策略,討論其工作原理,重點(diǎn)分析了電感電流脈動(dòng)、開關(guān)管軟開關(guān)實(shí)現(xiàn)范圍及開關(guān)管電流有效值與耦合系數(shù)的關(guān)系,并通過一臺(tái)1kW的原理樣機(jī)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。 

【文章來源】：電力系統(tǒng)自動(dòng)化. 2014,38(03)北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

圖１采用耦合電感的Ｂｕｃｋ／Ｂｏｏｓｔ集成型ＴＰＣ電路拓?fù)洌疲椋纾保拢酰悖耄拢铮铮螅簦椋睿簦澹纾颍幔簦澹洌裕校茫鳎椋簦瑁悖铮酰穑欤澹洌椋睿洌酰悖簦铮颍?br>

到耦合電感的三角形等效電路模型，見圖３（ｂ）。圖３耦合電感等效電路模型Ｆｉｇ．３Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｃｉｒｃｕｉｔｍｏｄｅｌｓｏｆｃｏｕｐｌｅｄｉｎｄｕｃｔｏｒｓ為方便分析，令Ｌｂ１＝Ｌｂ２＝Ｌｂ，將互感系數(shù)Ｍ用耦合系數(shù)來表示，即Ｍ＝ｋＬｂ，則三角形等效電路模型中電感值計(jì)算公式如下：Ｌ１１＝Ｌ２２＝（１－ｋ）Ｌｂ（１）Ｌ１２＝ｋ－１（）ｋＬｂ（２）由于變換器在４種模式下工作原理類似，且Ｄ＜０．５與Ｄ＞０．５時(shí)分析過程相同，因此本文只針對(duì)模式１下Ｄ＜０．５的情況進(jìn)行分析。此時(shí)，耦合電感三角形等效電路的主要波形如圖４所示，圖中Ｔｓ為驅(qū)動(dòng)信號(hào)的周期。圖４耦合電感三角形等效電路的主要波形Ｆｉｇ．４ＫｅｙｗａｖｅｆｏｒｍｓｏｆｃｏｕｐｌｅｄｉｎｄｕｃｔｏｒｓｗｉｔｈΔ－ｔｙｐｅｍｏｄｅｌ結(jié)合圖３（ｂ）和圖４，推導(dǎo)出Ｄ＜０．５時(shí)電感電流脈動(dòng)與耦合系數(shù)ｋ、自感Ｌｂ之間的關(guān)系如下：ΔｉＬｂ１＝ΔｉＬｂ２＝Ｖ１１＋ｋ－Ｖ（）２ＤＴｓ（１－ｋ）Ｌｂ（３）由式（３）可知，當(dāng)１－ｋ與Ｌｂ的乘積為常數(shù)時(shí)，ｋ越大，單個(gè)電感的電流脈動(dòng)越校Ｄ＞０．５時(shí)結(jié)論相同。為突出耦合電感優(yōu)勢(shì)，對(duì)單個(gè)電感、兩電感并聯(lián)不耦合、兩電感并聯(lián)耦合３種拓?fù)湎碌模蔡?hào)端口電流脈動(dòng)進(jìn)行比較，各個(gè)拓?fù)渲校蔡?hào)端口電流脈動(dòng)分別為：Δｉ（１）２＝Ｖ１－Ｖ２Ｌ（１）ｂＤＴｓ（４）Δｉ（２）２＝Ｖ１－２Ｖ２Ｌ（２）ｂＤＴｓ

ｔｍｏｄｅｌｓｏｆｃｏｕｐｌｅｄｉｎｄｕｃｔｏｒｓ為方便分析，令Ｌｂ１＝Ｌｂ２＝Ｌｂ，將互感系數(shù)Ｍ用耦合系數(shù)來表示，即Ｍ＝ｋＬｂ，則三角形等效電路模型中電感值計(jì)算公式如下：Ｌ１１＝Ｌ２２＝（１－ｋ）Ｌｂ（１）Ｌ１２＝ｋ－１（）ｋＬｂ（２）由于變換器在４種模式下工作原理類似，且Ｄ＜０．５與Ｄ＞０．５時(shí)分析過程相同，因此本文只針對(duì)模式１下Ｄ＜０．５的情況進(jìn)行分析。此時(shí)，耦合電感三角形等效電路的主要波形如圖４所示，圖中Ｔｓ為驅(qū)動(dòng)信號(hào)的周期。圖４耦合電感三角形等效電路的主要波形Ｆｉｇ．４ＫｅｙｗａｖｅｆｏｒｍｓｏｆｃｏｕｐｌｅｄｉｎｄｕｃｔｏｒｓｗｉｔｈΔ－ｔｙｐｅｍｏｄｅｌ結(jié)合圖３（ｂ）和圖４，推導(dǎo)出Ｄ＜０．５時(shí)電感電流脈動(dòng)與耦合系數(shù)ｋ、自感Ｌｂ之間的關(guān)系如下：ΔｉＬｂ１＝ΔｉＬｂ２＝Ｖ１１＋ｋ－Ｖ（）２ＤＴｓ（１－ｋ）Ｌｂ（３）由式（３）可知，當(dāng)１－ｋ與Ｌｂ的乘積為常數(shù)時(shí)，ｋ越大，單個(gè)電感的電流脈動(dòng)越校Ｄ＞０．５時(shí)結(jié)論相同。為突出耦合電感優(yōu)勢(shì)，對(duì)單個(gè)電感、兩電感并聯(lián)不耦合、兩電感并聯(lián)耦合３種拓?fù)湎碌模蔡?hào)端口電流脈動(dòng)進(jìn)行比較，各個(gè)拓?fù)渲校蔡?hào)端口電流脈動(dòng)分別為：Δｉ（１）２＝Ｖ１－Ｖ２Ｌ（１）ｂＤＴｓ（４）Δｉ（２）２＝Ｖ１－２Ｖ２Ｌ（２）ｂＤＴｓ（５）Δｉ（３）２＝Ｖ１－２Ｖ２（１－ｋ）Ｌ（３）ｂＤＴｓ（６）式中：上標(biāo)（１

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]采用耦合電感的交錯(cuò)并聯(lián)電流臨界連續(xù)Boost PFC變換器[J]. 楊飛,阮新波,楊洋,季清,葉志紅.  電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2013(01)



本文編號(hào)：2982766