電流浪涌抑制模塊（CSS）說明

一、問題描述

二、航空供電系統(tǒng)主要分為三相115V/400Hz輸出的交流供電系統(tǒng)和270Vdc輸出的直流供電系統(tǒng)；

三、其中交流供電系統(tǒng)由航空發(fā)動機(jī)提供動力帶動發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，利用發(fā)電機(jī)的電磁感應(yīng)原理，再通過GCU（發(fā)電機(jī)控制單元）反饋控制得到穩(wěn)態(tài)三相115V/400Hz電能。

四、直流供電系統(tǒng)由交流發(fā)電機(jī)、18脈整流變壓器、半導(dǎo)體整流裝置和濾波電容組成。將發(fā)電機(jī)輸出的三相115V/400Hz通過移相、整流、濾波得到穩(wěn)定的270Vdc的直流電。

五、通過GCU控制，兩種供電系統(tǒng)都能在穩(wěn)態(tài)下輸出指定的電壓。但是由于GCU控制帶寬及寄生參數(shù)的影響，供電系統(tǒng)在動態(tài)負(fù)載（如雷達(dá)、激光及T/R組件等負(fù)載）的工況下，其輸出電流將大幅度波動，。并伴隨著引起供電電壓的波動，極易影響電力系統(tǒng)中其他用電設(shè)備的正常工作，嚴(yán)重的情況下甚至?xí)�影響供電系統(tǒng)自身的正常運行。

六、二、解決方案

    為了解決上述問題，在不改變的供電系統(tǒng)的前提下，在負(fù)載側(cè)加入電流浪涌抑制模塊（以下簡稱模塊）。其框圖如下：

由框圖可以看到模塊接入270V母線，通過供電線路采樣負(fù)載電流I_load，并將負(fù)載電流送入控制器進(jìn)行處理，控制器經(jīng)過運算得到PWM占空比控制雙向DCDC功率拓?fù)涞恼伎毡龋�調(diào)節(jié)儲能電容Vcs的電壓，吞吐合適的能量產(chǎn)生補(bǔ)償電流以抑制負(fù)載電流變化。其對比波形如下：

0~2.5kW負(fù)載波動下，輸入電流和270V電壓（無電流浪涌抑制模塊）波形如下：

由圖形可見，當(dāng)發(fā)生動態(tài)時，輸入電壓和電流都有很大的動態(tài)波動。加入補(bǔ)償后，其波形如下：

其中粉色為負(fù)載波動電流，黃色為輸入電壓紋波，淺藍(lán)色為儲能電容電壓、深藍(lán)色為270V源輸出電流，可見增加電流抑制模塊后，通過儲能電容大幅度的充放電產(chǎn)生抑制電流作用，輸入電壓波動變小了65%以上，輸入電流跳變沿幅度，諧波成分都有大幅度減小，其中800Hz以上諧波成分減少約90%，可有效減少負(fù)載引起的高次諧波對發(fā)電機(jī)的影響。

三、總結(jié)

       模塊可對負(fù)載側(cè)的高頻電流進(jìn)行補(bǔ)償，而不影響低頻電流的輸出。故其只需轉(zhuǎn)換較少的功率，即可在不影響供電的情況下，達(dá)到抑制電流浪涌的目的。

       模塊可以和用電設(shè)備（如雷達(dá)、激光）并聯(lián)在一起，補(bǔ)償用電設(shè)備的用電波動，使得用電設(shè)備對供電系統(tǒng)來說是一個穩(wěn)定的負(fù)載，大幅減少用電設(shè)備動態(tài)調(diào)制對供電系統(tǒng)的影響。

       模塊還可以和供電系統(tǒng)并聯(lián)，作為整個電力系統(tǒng)的緩沖池（一個電流浪涌抑制模塊配1.32mF@250V電容，相當(dāng)于母線并聯(lián)約20mF@450V電容達(dá)到的效果），為電力系統(tǒng)中的用電波動提供緩沖，削峰填谷，抑制供電系統(tǒng)的輸出電流波動。

四、主要技術(shù)指標(biāo)及尺寸

       模塊輸入范圍200V~400V，帶電容0~5mF，峰值功率5kW，可補(bǔ)償任意重頻、任意占空比的最大動態(tài)5kW功率（P0到P0+5kW跳變，P0為最小功率值）。

       支持多模塊（無數(shù)量限制）并聯(lián)應(yīng)用，以增加電流浪涌抑制能力。

       自帶上電軟啟動功能，上電沖擊電流不超過補(bǔ)償電流最大值。

       模塊為全磚尺寸（119mm*63mm*12.7mm），重量<330g，鋁基板形式，貼冷板散熱，工作溫度-55~105℃。