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差动Boost高频环节逆变器输入电流低频纹波抑制

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  • 更新日期:2020-09-04 09:47
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简述了逆变器输入电流低频纹波抑制的发展与研究现状、差动Boost直流变换器型高频环节逆变器的电路拓扑, 及独立电压瞬时值反馈控制策略。分析了独立控制电压瞬时反馈控制时的输入电流,在此基础上提出了波形控制策略来抑制输入电流低频纹波方法。

在燃料电池电源系统中,单相 DC/AC 变换器输入侧存在两倍输出电压频率的低频交流纹波。逆变器输入电流低频纹波可能造成燃料不必要浪费、造成缺氧而导致最大发电量减小、降低系统的动态性能、缩短燃料电池的生命周期。因此,相关限制低频纹波的标准在各技术报告和制造商的手册都有明确说明与规定。通常,100Hz 的输入电流纹波分量要求被限制在总输出的 15%以内,以提高整体的效率和电池寿命。目前,现在的减小输入电流低频纹波抑制的方法主要有:无源滤波技术和有源滤波技术。其中无源滤波技术涉及到大型直流电容器、无源谐振电路、线性工作电池配合,这种方法的缺陷是产品尺寸和成本会增加。然而有源电力滤波器(APF)可对电网谐波和无功电流进行动态补偿,克服了无源逆变器的许多缺点,但是有源电力滤波器仅适用于交流电网谐波的抑制。有源直流滤波器(ADF),应用于直流电源的有源滤波器,可有效减小无源储能元件的体积和重量,并且能自动适应负载参数的变化,对直流电流纹波进行动态补偿。

本文将用一种波形控制方法,它可以有效减少差动 Boost 直流变换器型高频环节逆变器输入电流低频纹波。理论分析与仿真结果证实了这种方法的正确性和可行性。这种输入电流低频纹波抑制技术适用于要求低输入电流纹波的逆变场合,如以燃料电池和蓄电池为直流电源的逆变系统。

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