Распределение тока между мостовыми резонансными преобразователями с частотным регулированием в системе электропитания космического аппарата

DOI: 10.21293/1818-0442-2025-28-4-169-176

Скачать текст статьи в формате PDF

Скачать JATS xml

Аннотация: Рассмотрена система электропитания космического аппарата большой мощности, состоящая из параллельно включенных мостовых инверторов с последовательными резонансными контурами в качестве стабилизатора вы- ходного напряжения. Предлагается способ управления мостовыми резонансными инверторами на основе под- стройки управляющих частот, позволяющий обеспечить равномерное распределение токов между параллельно работающими модулями с отличающимися параметрами резонансных контуров. Построена имитационная мо- дель мостового инвертора, приведен способ определения оптимальных рабочих частот параллельно работающих инверторов и коэффициентов зависимости между этими частотами, обеспечивающими деление тока между мо- дулями с заданной погрешностью. Приведены эпюры токов резонансных контуров инверторов при независимом частотном управлении и с учетом полученной зависимости. Достигнутые параметры подтверждены эксперимен- тами и имитационным моделированием.

Ключевые слова: мостовой инвертор с последовательным резонансным контуром, параллельная работа преобразователей напряжения, резонансная частота, распределение токов, имитационная модель, сопротивление резонансного контура

Библиография статьи:
Савочкин Н. А. Распределение тока между мостовыми резонансными преобразователями с частотным регулированием в системе электропитания космического аппарата / Н. А. Савочкин [и др.] // Доклады Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники. – 2025. – Т. 28, № 4. – С. 169–176. DOI: 10.21293/1818-0442-2025-28-4-169-176

Авторы и правообладатели:

  • Савочкин Н. А. , Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники (Томск, Россия)
  • Апасов В. И. , Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники (Томск, Россия)
  • Михальченко С. Г. , Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники (Томск, Россия)
  • Железовский Д. Е. , АО «ПО Муроммашзавод»

  • 1. Kim J.-W. PWM-Controlled Series Resonant Converter for Universal Electric Vehicle Charger / J.-W. Kim, P. Barbosa // IEEE Trans. Power Electron. – 2021. – Vol. 36, No. 12. – P. 13578–13588.
  • 2. Kwon Y.D. Series Resonant Converter-Based Full-Bridge DC–DC Partial Power Converter for Solar PV / Y.D. Kwon, F.D. Freijedo, T. Wijekoon, M. Liserre // IEEE J. Emerg. Sel. Top. Power Electron. – 2024. – Vol. 12, No. 2. – P. 1719–1729.
  • 3. Lee K.-J. Steady-State Analysis of Asymmetrical Pulse-Width-Modulated Series Resonant Converter for Light Load Condition // Electronics. – 2025. – Vol. 14 (1). – P. 63.
  • 4. Park H.-P. Bidirectional Current-Fed CLLC Resonant Converter Employing Asymmetric PWM / H.-P. Park, M. Kim, J.-H. Jung // IEEE Trans. Energy Conver. – 2021. – Vol. 36, No. 4. – P. 3167–3177.
  • 5. Assymetrical Duty Cycle-Controlled LLC Resonant Converter with Equivalent Switching Frequency Doubler / S. Zong, H. Luo, W. Li, Y. Deng, X. He // IEEE Transactions on Power Electronics. – 2016. – Vol. 31, № 7. – P. 4963–4973.
  • 6. Asymmetric Phase-Shift Modulation Strategy of DAB Converters for Improved Light-Load Efficiency / G. Chen, Z. Chen, Y. Chen, C. Feng, X. Zhu // IEEE Trans. Power Electron. – 2022. – Vol. 37, No. 8. – P. 9104–9113.
  • 7. A Small-Signal Modeling Method for Bidirectional CLLC Resonant Converter / J. Yuan, N. Wang, X. Wang, F. Wang, M. Liu // Proceedings of the IECON 2023: 49th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society. – Singapore: IEEE, 2023. – P. 1–6. DOI: 10.1109/IECON51785.2023.10312172.
  • 8. An Asymmetrical DAB Converter Modulation and Control Systems to Extend the ZVS Range and Improve Efficiency / M. Mahdavifard, N. Mazloum, F. Zahin, A. Khakparvar Yazdi, A. Abasian, S.A. Khajehoddin // IEEE Trans. Power Electron. – 2022. – Vol. 37, No. 10. – P. 12774–12792.
  • 9. Столяров А.Н. Модуль разрядного устройства на основе резонансного преобразователя с повышенным КПД в широком диапазоне входных напряжений / А.Н. Столяров, Д.И. Полын // Электронные и электромеханические системы и устройства: тез. докладов XX науч.-техн. конф., 16−17 апр. 2020 г. – Томск: АО «НПЦ «Полюс». – Томск. 2020. – С. 37–40.
  • 10. Guo Z. Zero-Voltage-Switching Asymmetrical PWM Full-Bridge DC-DC Converter with Reduced Circulating Current / Z. Guo, Y. Zhu, D. Sha // IEEE Trans. Ind. Electron. – 2021. – Vol. 68, No. 5. – P. 3840–3853.
  • 11. Chen Z. A Hybrid Half-bridge LCC-Resonant Converter and Phase-Shift Full-bridge Converter for High Step-up Applications / Z. Chen, P. Liu, S. Fan // 9th International Forum on Electrical Engineering and Automation (IFEEA). – Zhuhai, China: IEEE, 2022. – P. 123–129.
  • 12. Расчет и моделирование переходных процессов в резонансном преобразователе постоянного напряжения типа LLC / Г.А. Белов, Г.В. Малинин, Л.С. Севриков, Ю.М. Семенов // Электротехника. – 2020. – № 8. – С. 23–30.
  • 13. Столярова А.А. Математическая модель резонансного LLC-преобразователя / А.А. Столярова, С.Г. Михальченко, В.И. Апасов // Доклады ТУСУР. – 2020. – Т. 23, № 3. – С. 86–91.
  • 14. Осипов А.В. Определение характеристик фазовой подстройки частоты в последовательном резонансном преобразователе при широтно-импульсном регулировании // Доклады ТУСУР. – 2019. – Т. 22, № 3. – С. 111–116.
  • 15. Attanasio R. A GaN Based LCC Converter for Lithium-Ion Battery Chargers / R. Attanasio, H. Ademane, J. Hyslop, G. Vitale // IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition (APEC). – Houston, TX, USA: IEEE, 2023. – P. 2489–2495.
  • 16. Железовский Д.Е. Макет базового модуля высоковольтной системы питания на основе резонансного преобразователя / Д.Е. Железовский, А.Н. Плеснивый, Н.А. Савочкин // Электронные и электромеханические системы и устройства: тез. докл. науч.-техн. конф. молодых специалистов. – Томск: АО «НПЦ «Полюс», 2018. – С. 20–22.
  • 17. Железовский Д.Е. Исследование характеристик высоковольтного модуля питания электроракетного двигателя для перспективных космических аппаратов / Д.Е. Железовский, Н.А. Савочкин, А.Н. Плеснивый // Мат. междунар. науч.-техн. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых «Научная сессия ТУСУР–2018»: в 6 ч. – Томск: В-Спектр, 2018. – Ч. 2. – С. 142–145.
Адрес редакции

  634050, г. Томск, пр. Ленина, 40, МК, каб. 310/2

  (3822) 701-582, внутр.: 1456

  journal@tusur.ru