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航天器供电系统用组合型非隔离三端口变换器
Integrated Non-isolated Three-Port Converter for Spacecraft Power Supply Systems
| 作者 | 王蓓蓓 · 吴建超 · 王力 · 董晓锋 · 吴红飞 |
| 期刊 | 电源学报 |
| 出版日期 | 2025年1月 |
| 卷/期 | 第 23 卷 第 4 期 |
| 技术分类 | 光伏发电技术 |
| 技术标签 | PWM控制 |
| 相关度评分 | ★★★★★ 5.0 / 5.0 |
| 关键词 | 组合型非隔离三端口变换器 航天器供电系统 软开关 脉宽调制+移相调制 王蓓蓓 吴建超 王力 董晓锋 吴红飞 电源学报 Journal of power supply |
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组合型非隔离三端口变换器（TPC）作为航天器供电系统的能量管理单元，可实现太阳能光伏、蓄电池与负载三端口间的高效电能传输与变换，具备高功率密度、高效率、系统易集成及在轨可维护性等优势。该拓扑通过交错双向Buck/Boost变换器与半有源全桥整流器的堆叠结构，实现任意两端口间单级功率转换，并采用脉宽调制与移相调制协同策略，完成双端口独立功率控制。本文详细分析其工作原理、调制与控制方法，提出关键设计准则，并通过实验验证其性能。
组合型非隔离三端口变换器TPC(three-port converter)作为航天器供电系统用能源管理器,可以实现太阳能光伏、蓄电池和负载3个功率端口之间的电能传输与变换,具有功率密度高、变换效率高、系统易构建、在轨易维护的优点.组合型非隔离三端口变换器采用交错双向Buck/Boost变换器和半有源全桥整流器以堆叠方式连接,实现了任意2个端口之间的单级功率转换,并采用脉宽调制+移相调制策略实现了其中2个端口的独立功率控制.详细分析TPC的工作原理、调制和控制策略,提出设计注意事项,并通过实验结果进一步评价其性能.
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SunView 深度解读
该非隔离三端口变换器技术对阳光电源储能与光伏产品具有重要应用价值。其光伏-储能-负载三端口单级功率转换架构可直接应用于ST系列储能变流器的PCS-BMS-DC bus集成设计，减少变换级数提升系统效率。交错双向Buck/Boost拓扑与PWM-移相协同控制策略可优化SG系列光伏逆变器的MPPT与储能协同控制算法。半有源全桥整流器结构为PowerTitan大型储能系统的模块化设计提供新思路，其高功率密度与在轨可维护性特征契合阳光电源智能运维理念。该技术的双端口独立功率控制方法可应用于车载OBC充电机的V2G双向能量管理，提升产品集成度与可靠性。