Current Tracking Control of Triple Active Bridge DC/DC Converter Under Varying DC-Bus Voltage Conditions
Current Tracking Control of Triple Active Bridge DC/DC Converter Under Varying DC-Bus Voltage Conditions
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变化直流母线电压条件下三重有源桥 DC/DC 转换器的电流跟踪控制
DOI：
10.1109/ojpel.2022.3218283
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发表时间：
2022
影响因子：
5.8
通讯作者：
Hoshi Nobukazu
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Ohno Takanobu;Hoshi Nobukazu
研究了一种由三个全桥逆变器和一个三绕组变压器组成的三重有源电桥(TAB)变流器，以改善其作为双向隔离式多端口变流器的功率变换性能。为了解决TAB变流器复杂的功率传输结构，前人研究建立了一种采用解耦系统的电流控制方法。然而，由于TAB转换器的直流母线电压假设是恒定的，因此将电压因素集成到解耦系统中是具有挑战性的。针对电压变化的有源电桥控制已成为使用高频变压器(如TAB转换器)实现高性能DC/DC功率转换系统的关键。本文提出了一种TAB变流器控制方法，它是对传统控制方法的扩展，将直流母线电压变化纳入控制模型。模型预测控制是利用已建立的模型结构作为预测计算的基础，通过在控制方法中加入电压变化因素来实现跟踪控制。仿真结果表明，与传统方法相比，该方法在直流母线电压变化时具有更好的输出响应性能。样机实验表明，该控制方法可以实现电压变化过程中的电流跟踪控制。
A triple active bridge (TAB) converter consisting of three full-bridge inverters and a three-winding transformer has been researched to improve its power conversion performance as a bi-directional isolated multiport converter. Previous research established a current control method using a decoupling system to solve the complex power transmission structure of the TAB converter. However, it is challenging to integrate voltage factors into the decoupling system because DC-bus voltages of the TAB converter are assumed to be constant. Active bridge control against voltage variations has become essential to achieving high-performance DC/DC power conversion systems using high-frequency transformers such as a TAB converter. This paper proposes a TAB converter control method, which is an expansion of the conventional method, to integrate the DC-bus voltage variation into the control model. Model predictive control is used to achieve tracking control by incorporating voltage variation factors into the control method using an established model structure as a basis for predictive calculations. Simulations were conducted to verify that the proposed method improves the output responses compared to the conventional methods when the DC-bus voltages change. Also, experiments using a prototype converter show that the proposed control method can achieve current tracking control during the voltage variation.
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