DC/DC变换器并联系统动态模型与均流控制解析

"电力电子系统建模及控制 第8章 DC/DC变换器模块并联系统的动态模型及均流控制" 在电力电子系统中，DC/DC变换器模块的并联系统被广泛采用，以提升输出功率、实现冗余备份和增强系统可靠性。这种系统由多个DC/DC变换器模块并联组成，每个模块都能独立承担一部分负载电流。然而，为了确保所有模块的寿命和性能一致，必须进行均流控制，使得每个模块承受的电压和电流应力相同。 8.1 DC/DC变换器模块并联均流技术 并联均流技术的目标是确保所有并联的DC/DC变换器模块在不同工况下都能均匀分配负载电流。当系统面临输入电压变化或负载电流波动时，均流控制能维持各模块输出电压的稳定，并提供良好的瞬态响应。常见的均流方法包括： 1. 输出阻抗法：通过调整每个变换器的输出特性曲线（即输出阻抗）来实现电流均衡。当负载电流改变时，模块的输出电压调整率（△V/△I）应保持一致，这样在并联时，各模块的电压差将趋近于零，从而达到均流。 2. 平均电流法：这种方法基于检测和比较各模块的平均电流，通过反馈控制来调整每个模块的占空比，以实现电流的平均分配。 3. 最大电流法：这种方法基于设定一个最大电流限制，当某个模块的电流达到这个限制时，其他模块会自动增加其输出电流，以保持总负载电流的稳定。 4. 热应力均流法：利用温度传感器监测模块的热状态，通过控制策略调整工作条件，以避免过热和不均匀的热应力。 5. 主从均流法：选定一个主模块，其他模块跟随主模块的电流，确保整体电流的均衡。 6. 外加均流控制器法：使用一个独立的控制器来监控和控制所有并联模块的电流，以实现精确的均流。 8.2 平均电流法与DC/DC变换器模块的动态模型 平均电流法是一种广泛应用的均流控制策略。它涉及建立每个模块的电流环路，通过比较实际电流与期望电流的差值，调整模块的开关频率或占空比，以使所有模块的平均电流保持一致。动态模型描述了这一过程的数学关系，包括模块的传递函数和控制系统的稳定性分析。 8.3 平均电流法控制小信号模型 在小信号分析中，平均电流法的控制模型可以帮助我们理解系统在小扰动下的行为，例如负载或输入电压的小幅变化。通过建立线性化的模型，可以设计控制器以获得所需的动态性能，如快速的瞬态响应和良好的稳态精度。 8.4 本章小节 本章主要探讨了DC/DC变换器模块并联系统的动态模型和均流控制策略，强调了均流的重要性以及各种方法的原理和实施。理解这些概念和技术对于设计和优化高可靠性、高性能的电力电子系统至关重要。