为解决双有源桥(dual active bridge,DAB)变换器在采用传统控制策略时存在的动态响应慢、电流应力大及零电压开关(zero voltage switch,ZVS)范围受限等问题,笔者提出一种三重移相调制(triple phase shift,TPS)与模型预测控制(model pred...为解决双有源桥(dual active bridge,DAB)变换器在采用传统控制策略时存在的动态响应慢、电流应力大及零电压开关(zero voltage switch,ZVS)范围受限等问题,笔者提出一种三重移相调制(triple phase shift,TPS)与模型预测控制(model predictive control,MPC)的协同控制策略。该方法构建考虑ZVS约束的多模式电流应力模型,并设计包含电压跟踪、电流应力最小化及ZVS约束的复合代价函数;MPC实时求解最优移相角组合,实现TPS占空比的动态优化与实时校验。仿真结果表明:与传统TPS+PI控制策略相比,所提TPS-MPC协同控制策略在负载阶跃扰动下,动态响应速度提升约70%,电流应力降低约7.16%,且输出电压的恢复时间更短、波动幅值显著减小。该策略能有效优化DAB变换器的动态性能与效率,可为实现高功率密度、高效率电力电子变压器提供可行的控制解决方案。展开更多
文摘为解决双有源桥(dual active bridge,DAB)变换器在采用传统控制策略时存在的动态响应慢、电流应力大及零电压开关(zero voltage switch,ZVS)范围受限等问题,笔者提出一种三重移相调制(triple phase shift,TPS)与模型预测控制(model predictive control,MPC)的协同控制策略。该方法构建考虑ZVS约束的多模式电流应力模型,并设计包含电压跟踪、电流应力最小化及ZVS约束的复合代价函数;MPC实时求解最优移相角组合,实现TPS占空比的动态优化与实时校验。仿真结果表明:与传统TPS+PI控制策略相比,所提TPS-MPC协同控制策略在负载阶跃扰动下,动态响应速度提升约70%,电流应力降低约7.16%,且输出电压的恢复时间更短、波动幅值显著减小。该策略能有效优化DAB变换器的动态性能与效率,可为实现高功率密度、高效率电力电子变压器提供可行的控制解决方案。
