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带双Buck逆变器的DC/DC变换器低频电流纹波抑制研究

带双Buck逆变器的DC/DC变换器低频电流纹波抑制研究

点击数:7183 次   录入时间:03-04 12:00:35   整理:http://www.55dianzi.com   科研成果
  在一台1 kVA两级式逆变器上进行实验。DC/DC变换器为推挽正激变换器,系统参数:输入电压28 V;母线电压360 V;输出滤波电感Lf1=Lf2=400μH;中间母线电容采用两只470μF电容串联;DC/AC变换器采用带阻性负载两态滞环控制的双Buck逆变器,输出交流电压115 V/400 Hz,输出滤波电感640μH,滤波电容6.6μF。

  4.1 输入电流低频纹波抑制

  图8为采用不同控制方法的实验波形。

i.JPG

   
    可见,采用电压控制时,iin低频纹波值为25%,纹波含量较大;采用平均电流控制和引入陷波滤波器后,iin基本平直,低频纹波分量5%,纹波电流得到有效抑制;对比图8b,c可见,两种抑制方法效果基本一致,实验结果与理论分析吻合。
4.2 系统瞬态特性
   
为对比两种纹波抑制方法系统瞬态特性,进行突加、突卸70%阻性负载实验,结果如图9所示。

j.JPG

   
    平均电流控制的系统带宽为4 Hz,引入陷波滤波器的系统带宽为100 Hz。可见,平均电流控制突加负载时,输出电压跌落值达120 V,恢复时间220 ms,母线电压跌落使逆变器输出电压出现削顶现象,经若干周期后逆变器输出恢复正常,突卸负载时,母线电压上冲幅值达90 V,恢复时间180 ms(考虑到突加负载时输出电压跌落大,突卸负载时输出电压过冲也较大,实验时仅突卸50%阻性负载);引入陷波滤波器时突加、突卸负载时,母线电压上冲下陷幅值均为20 V左右,且动态过程仅32 ms,动态性能较好。
4.3 纹波抑制前后系统效率
   
输入电流低频纹波会增加DC/DC变换器的损耗,图10为3种情况下的系统效率曲线。可见纹波抑制后系统效率提高了两个百分点。

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    5 结论
   
两级式单相逆变器输入侧存在低频电流纹波,会对供电电源及自身性能造成影响;当后级为双Buck变换器时,两倍频脉动功率表现形式和传输机理不同于全桥逆变器,这里提出相应纹波抑制方法;对比分析了不同纹波抑制方法的效果,指出陷波滤波器较平均电流控制在动态响应方面的优势,表明抑制输入电流纹波可提高系统效率。



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