基于纹波抵消Super Boost多BDR模块并联的研究

摘要

电池放电调节器在电池供配电系统中应用广泛,为适应当今对电池放电调节器(Battery Discharge Regulator)的功率密度与功率等级要求越来越高的现状,本课题拟设计一款多模块并联的电池放电调节器系统,并选用本身功率密度较高的拓扑以满足各方面设计指标的要求。
　　本文选择Super Boost作为电池放电调节器的功率拓扑,并在其基础上加入一条纹波抵消支路以减小输入、输出电流纹波。通过使用Saber软件仿真确定了单模块的开环幅频特性,设计了相应的补偿网络,采用平均电流型控制使单模块稳定工作,且具有较好的动静态特性。测试了抵消支路的电流,证实了此纹波抵消方法可达到较好的效果。于此同时,本文在并联结构的诸多均流技术中,对内环调节均流法和双环调节均流法进行了深入分析,分别建立了两种均流技术下多模块并联系统的小信号模型,计算了两种均流法对并联系统环路特性的影响,介绍了均流环的设计方法,推导出均流环对输出阻抗以及对电压环作用效果的影响,最终总结出了两种均流方法各自适用的场合。在此基础上，分别使用两种均流技术对四模块并联纹波抵消 Super Boost进行仿真验证均流环的作用效果,且在仿真中进一步深入分析了加入纹波抵消支路对并联系统输入阻抗的影响,并提出了相应的解决办法。最后,根据本课题的实际应用背景,选择内环调节均流法进行四模块纹波抵消 Super Boost电池放电调节器的并联实验,测试了整个并联系统的均流精度、幅频特性、输出阻抗以及母线动态、稳态性能,整个并联系统的功率达到了6000W,各方面性能均能满足设计要求。