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實現ISOS逆變器系統輸入與輸出均壓的控制策略
Tianzhi Fang, Xinbo Ruan, Senior Member, IEEE, and Chi K. Tse, Fellow,
IEEE
指導教授: 蔡明村博士
學生: 陳昱璋
日期: 104/11/18
電力電子實驗室S707
P1
大綱
1. 摘要
2. 介紹
3. IVS與OVS之間的關係
4. OVS控制下系統穩定
5. 提出控制策略實現IVS與OVS
6. 解偶兩控制迴路
7. 兩個控制迴路設計
8. 實驗結果
9. 結論
10.參考資料
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摘要
(1)
• ISOS逆變器系統適合高輸入電壓與高輸出電壓應
用。
• 此系統的控制目標是實現個模組之間輸入電壓及
輸出電壓均壓。
• 提出複合型控制策略控制輸入電壓均壓和控制輸
出電壓大小及相位。
• 本文提出提出兩個控制迴路分析與設計，最後實
驗驗證理論分析。
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介紹
(1)
模組化
• 模組化四個基本配置
– IPOP、ISOP、IPOS、ISOS
• 整合系統
– 元件層級、模組層級、系統層級
• 功率轉換類型
– 直流-直流轉換器、直流-交流逆變器、交流-直流整
流器、交流交流轉換器
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介紹
(2)
• 輸入串聯優點
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輸入電壓平分
減少開關元件的電壓應力
低耐壓的MOSFET提高效率
個別轉換器的轉比率較小
轉換器模組可以減少濾波器的要求
降低成本
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介紹
(3)
ISOS DC-DC轉換器
• 三迴路控制
– 電流內迴路
– 輸出電壓迴路
– 輸入均壓迴路
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介紹
(4)
• ISOS逆變器
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非常適用於高電壓輸入及高電壓輸出
首要目的確保輸入電壓與輸出電壓均壓
只有輸出電壓均壓不代表系統穩定
輸出電壓均壓相位及大小必須相同
建議同時實現輸入電壓均壓與輸出電壓均壓
使用複合式控制策略實現輸入和輸出均壓
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介紹
(5)
• ISOS逆變器與逆變器
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非常適用於高電壓輸入及高電壓輸出
首要目的確保輸入電壓與輸出電壓均壓
輸出電壓均壓相位及大小必須相同
只有輸出電壓均壓不代表系統穩定
轉換器模組可以減少濾波器的要求
建議同時實現輸入電壓均壓與輸出電壓均壓
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IVS與OVS關係
(1)
• 逆變器系統原理圖
假設效率100%則:
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IVS與OVS關係
(1)
• 逆變器系統原理圖
假設效率100%則:
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實驗結果
(1)
• 實驗系統規格
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兩個順向式轉換模組ISOP連接系統
160~220V的交流輸入電壓(由兩組轉換器平分)
48V的直流輸出電壓
10A的最大輸出電流(由兩組轉換器平分)
200KHz的切換頻率
變壓器匝數比有6%的失配率
不同的輸入電容(33uF與66uF)，其餘參數皆相同
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實驗結果
(2)
• 個別輸入電壓大
約相差6%，起因
為變壓器匝數比
相差6%。暫態期
間，較小的輸入
電容(33uF)的轉
換器輸入電壓較
大(Vin1)。
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實驗結果
(3)
• 由於占空比相同，
轉換器具有較高
的暫態輸入電壓
則輸出的電感電
流也較大，但穩
定後電流保持恆
定。
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實驗結果
(3)
• 兩組轉換器在啟
動中，輸入電壓
與負載電流皆平
分。
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實驗結果
(4)
• 穩態下各組轉換
器的輸出電感電
流平均。
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結論
(1)
• 實現輸出電壓均壓即可實現輸入電壓均壓，但實現
輸出電壓均壓並不保證穩定
• 輸入電壓均壓只有輸出實功率是平衡的而虛功率並
不一定平衡，所以輸出電壓均壓無法確定
• 輸入電壓均壓並使輸出電壓相位相等即可實現輸出
電壓均壓
• 提出輸入電壓與輸出電壓迴路的複合式控制策略實
驗結果驗證理論分析
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參考資料
(1)
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https://zh.wikipedia.org/
https://zh.wikipedia.org/wiki/
https://zh.wikipedia.org/wiki/
https://zh.wikipedia.org/wiki/
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