Subscription request:

podpiska@panor.ru

For all questions:

+7 495 274-22-22

UDK: 621.314

On the issue of analysis of the modular DC/DC converter

Shulga R. N. PhD of technical sciences, VEI – branch of FSUE "RFNC – VNIITF named after аcademician E. I. Zababakhina", Moscow
Dobkin I. D. PhD of technical sciences, VEI – branch of FSUE "RFNC – VNIITF named after аcademician E. I. Zababakhina", Moscow

The energy indicators of an autonomous converter, criteria for assessing the quality of consumed electricity and distributed power supply systems are considered. DC/DC converters in the form of modular DAB converters are used for communication between different levels and buses of the above power supply systems. Steady-state and transient DAB modes are investigated. Simplified dynamic models of DAB and its individual modules are formed for the analysis of control systems by the averaged (linearized) DC component.

Бурный рост преобразовательной техники на основе использования MOSFET- и IGBT-транзисторов, применение вместо кремния приборов на основе карбида кремния и нитрида галлия повысили рабочие частоты преобразования до 100 кГц, что позволило существенно повысить качество и надежность работы преобразователей при существенном снижении их массогабаритных показателей. Повышение качества работы стало возможным совершенствованием топологии и схемотехники, что привело к созданию сетей постоянного тока, связанных с помощью DC/DC-конверторов типа DAB (Dual Active Bridge).

Целью статьи является анализ энергетических показателей мостовых преобразователей DAB, анализ их моделей применительно к установившимся и переходным режимам. В литературе [1–5] приведены данные по приборам, преобразователям и их энергетических показателях. В [6] дана ссылка на схемы модульных DAB, последующая многочисленная литература используется для анализа топологии и моделей преобразователей в установившихся и переходных режимах и подтверждает актуальность изучения энергетики и динамики DAB.

Преобразователь с принудительной коммутацией ПН может быть представлен как источник переменного напряжения, где амплитуда, фаза и частота могут управляться независимо друг от друга. В установившемся режиме вектора напряжений и токов могут быть представлены в виде векторной диаграммы (рис. 1) [15].

Напряжение на входе ПН равно:

где mшим – коэффициент модуляции;

Ud – напряжение выхода ПН;

ω – круговая частота;

θ – фаза напряжения.

Полная мощность ПН в точке связи с сетью может быть определена как:

Энергетические показатели преобразователей напряжения (ПН) достаточно освещены в [1, 2]. Применение ПН и преобразователей тока (ПТ) рассмотрено в [3–5], а их реализация приведена в [6–8].

Пренебрегая потерями в трансформаторе (реакторе), запишем выражения для вычисления активной и реактивной мощности преобразователя:

δ – угол между напряжением системы UL и напряжением преобразователя Uv.

For citation:
Shulga R. N., Dobkin I. D., On the issue of analysis of the modular DC/DC converter. Электрооборудование: эксплуатация и ремонт №8 2022. 2022;8.
The full version of the article is available for subscribers of the journal
Article language:
Actions with selected: