目前地鐵車輛的輔助供電系統(tǒng)采用集中式供電方式,供電網(wǎng)電壓等級提高至1 500 V,由于目前全碳化硅（SiC）器件電壓電流等級限制,所以采用輸入串聯(lián)輸出并聯(lián)（ISOP）的移相全橋（PSFB）拓撲來減小器件的電壓應力,提高系統(tǒng)功率等級,但是SiC器件對于電路參數(shù)非常敏感,非常容易產(chǎn)生振蕩,影響系統(tǒng)運行穩(wěn)定性。分析了整流振蕩產(chǎn)生的機理,對常規(guī)振蕩抑制方法以及ISOP系統(tǒng)均壓均流方法進行了闡述,并對此方法進行了仿真和實驗驗證,發(fā)現(xiàn)初級二極管箝位方法和次級RCD吸收方法都可以對整流振蕩產(chǎn)生抑制,但是會嚴重影響效率。 

【文章來源】：電力電子技術. 2020,54(11)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

圖１?ＰＳＦＢ直流變換器??Ｆｉｇ．?１?ＰＳＦＢ?ｄｉｒｅｃｔ?ｃｕｒｒｅｎｔ?ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ??

關管的漏源極等效電容在死區(qū)時間??內(nèi)發(fā)生諧振，實現(xiàn)４個開關的零電壓開通。??圖１為ＰＳＦＢ直流變換器拓撲。??ＶｉｌＫ＾ＴＣ＇Ｖ２ｉＫ＾Ｔ，??ＶＤ，?ＶＤ，，??ＶＤ３ｍ?Ｌｒ??ＶＤＲ，Ｚ＾：．ＶＤＲ３２Ｓ＾，，??」Ｌｒ．１?￣￣Ｉ?Ｒ??Ｃｄ??ＷｌＶＡＷ??ＶＤｒ??Ｃｏ：??＼＼Ｕ〇??圖１?ＰＳＦＢ直流變換器??Ｆｉｇ．?１?ＰＳＦＢ?ｄｉｒｅｃｔ?ｃｕｒｒｅｎｔ?ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ??將ＰＳＦＢ的輸入端串聯(lián)、輸出端并聯(lián)可以得到??串入并出集成化結構，具體如圖２所示。串入并出??結構的優(yōu)點為：①每個模塊的輸入電壓為總輸入??電壓的１／２，這樣可以大幅度降低開關器件的電壓??應力；②低壓功率器件可以應用于輸入高壓場合，??降低開關管的導通損耗，提高了系統(tǒng)整體的效率；??③在低壓輸出場合，ＩＳＯＰ結構提高了每個模塊的??電壓轉換率，系統(tǒng)整體效率得到了提高。??圖２?ＩＳＯＰ?ＰＳＦＢ直流變換器??Ｆｉｇ．?２?ＩＳＯＰ?ＰＳＦＢ?ｄｉｒｅｃｔ?ｃｕｒｒｅｎｔ?ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ??由于輸入端采用串聯(lián)模式，因此各電源模塊??輸入端電容的可靠性和安全性必須加以重視，一??般采用兩個電容串聯(lián)的設計方式，以防止電容失??效造成母線電壓短路。為了保證系統(tǒng)工況下穩(wěn)定??工作，需要保證輸入電容均壓，輸出模塊均流，否??則模塊間會出現(xiàn)環(huán)流問題，增大系統(tǒng)損耗，甚至導??致系統(tǒng)無法工作。??３整流管兩端電壓振蕩原理和抑制??３．１?整流管電壓振蕩??整流管的電壓振蕩機理可以通過ＰＳＦＢ的工??作狀態(tài)來描述，圖３為ＰＳＦＢ在一個開關周期內(nèi)??第５４卷第１１期??２０２０年１１月??電力電子技術??Ｐ

的工作波形，由于篇幅限制，直接介紹整流振蕩的??產(chǎn)生原理。從ｈ時刻開始，初級電流ｉｐ增長到足夠??提供負載電流，整流管ＶＤＲ，和ＶＤＲ４關斷，整流管??ＶＤＫ和ＶＤ？３通過所有電流，初級電流繼續(xù)增大，??寄生電容ｃＲ１和ＣＲ４開始充電，初級電流相當于分??為兩部分，一部分為相應的負載供電，另一部分給??Ｃｎｉ和充電。??根據(jù)發(fā)生振蕩時的工作模態(tài)，可以得到換流??暫態(tài)過程的等效電路，如圖４所示，此階段諧振電??感４和寄生電容Ｇ發(fā)生諧振，仏振蕩，即整流管??電壓振蕩。??圖４換流暫態(tài)過程等效電路??Ｆｉｇ．?４?Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ?ｃｉｒｃｕｉｔ?ｆｏｒ?ｔｒａｎｓｉｅｎｔ?ｃｏｍｍｕｔａｔｉｏｎ?ｐｒｏｃｅｓｓ??由于兩個二極管的寄生結電容是并聯(lián)關系，??所以等效電路中的Ｇ為兩個二極管寄生結電容??之和，另外為折算到次級的諧振電感值。根據(jù)??等效電路，整流管寄生電容電壓可用下式表示：??ＵＣｒ＝ｆ／ｓ－ｉ／ｓＣＯＳ［Ｗ〇（ｔ－ｔ３）］＝ｎｆ／ｂ｛ｌ－ＣＯＳ［Ｗ０（Ｚ－？３）］｝?（?１?）??式中：＜ｕ〇＝ｉ／ｖｚ７ｓｒ。??因此，可以知道，整流管電壓可諧振達到的峰??值為加＾，同樣的，變壓器次級電壓受此影響也??會發(fā)生同樣的振蕩，進而影響到變壓器初級電壓??產(chǎn)生振蕩。??圖５為變壓器初級電壓振蕩實驗波形，其中??為變壓器初級電壓為諧振電感前電壓。??＂（１０?ｕｓ／格）??圖５實驗波形??Ｆｉｇ．?５?Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?ｗａｖｅｆｏｒｍｓ??由圖５可見，整流管電壓振蕩對于變壓器初??級電壓的影響，可見，變壓器工作的整個過程都有??零電壓零電流開關等多種軟開關形式，從而大大降??低了開關

【參考文獻】：
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本文編號：3600173