近些年来,随着电力电子技术的发展,电力电子系统集成受到越来越多的关注,其中标准化模块的串并联技术成为研究热点之一。输入并联输出串联型(Input-Parallel and Output-Series,IPOS)组合变换器适用于大功率高输出电压的场合。
要保证IPOS组合变换器正常工作,必须保证其各模块的输出电压均衡。本文首先揭示了IPOS组合变换器中每个模块输入电流均分和输出电压均分之间的关系,在此基础上提出一种输出均压控制方案,该方案对系统输出电压调节没有影响。选择移相控制全桥(Full-Bridge,FB)变换器作为基本模块,对n个全桥模块组成的IPOS组合变换器建立小信号数学模型,推导出采用输出均压控制方案的IPOS-FB系统的数学模型,该模型证明各模块输出均压闭环不影响系统输出电压闭环的调节,给出了模块输出均压闭环和系统输出电压闭环的补偿网络参数设计。对于IPOS组合变换器,采用交错控制,由于电流纹波抵消效应,输入滤波电容容量可大大减小;由于电压纹波抵消作用,在相同的系统输出电压纹波下,各模块的输出滤波电容可大大减小,由此可以提高变换器的功率密度。
根据所提出的输出均压控制策略,在实验室研制了一台由两个1kW全桥模块组成的IPOS-FB原理样机,每个模块输入电压为270V,输出电压为180V。并进行了仿真和实验验证,结果均表明本控制方案是正确有效的。
