输入串联输出并联组合式直流变换器研究

非并网风电经过简单的变换直接应用于高耗能产业，在一定程度上避免了我国发展风电所面临的并网难题。本文针对该系统高压直流变换技术中存在的难点，研究了一种适用于高压输入低压输出的输入串联输出并联全桥（Input-series Output-parallel full-bridge，ISOP-FB）组合式直流变换器：即全桥直流变压器和全桥直流变换器的组合结构，采用两类模块输入串联输出并联组合方式，将高压直流电变换成低压直流电，供电给负载，实现了变换器的模块化设计，简化了电路拓扑和控制策略。 全桥直流变压器最大占空比工作，输入输出呈比例关系，响应速度快，易于实现软开关，输出省去了滤波电感，利用输出电压的箝位作用，自然实现模块间的稳定工作，适用于高压大功率场合。全桥直流变换器采用全桥串联谐振变换器拓扑，在实现降压变换的同时，调节ISOP-FB组合式直流变换器的输出功率。本文研究了全桥直流变压器的工作原理、输出特性，分析了电路参数对变换器的影响，讨论了全桥串联谐振变换器的工作原理和输出特性，并分别进行了仿真分析。最后分别研制了一台全桥直流变压器和全桥串联谐振变换器原理样机，验证了理论的正确性。 为了保证ISOP-FB组合式直流变换器能够安全、可靠的工作，必须控制每个模块的输入电压和输出电流在一定误差允许范围内。本文分析了该变换器系统输入电压与输出电流的关系、输入滤波电容存在压差的机理和影响因素，包括输入侧滤波电容、变压器匝比、漏感、占空比、开关频率和管压降等，给出了输入输出参数变化时输入不均压的分析，最后搭建了两台全桥直流变压器和一台全桥串联谐振变换器输入串联输出并联组合的仿真模型及原理样机，验证了结构及其控制的可行性。