隔離型雙向全橋DC-DC變換器研究與設(shè)計
發(fā)布時間:2021-05-15 22:11
隨著能源危機(jī)的出現(xiàn)和世界各國政府對環(huán)境保護(hù)意識的加強(qiáng),新能源技術(shù)得到了快速的發(fā)展,隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,其中隔離雙向全橋DC-DC變換器的出現(xiàn),在分布式儲能系統(tǒng),電動汽車動力系統(tǒng),和電力電子變換器中得到了實(shí)際的應(yīng)用。隔離型雙向全橋DC-DC變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對稱,控制方法靈活,具備電氣隔離作用;采用移相控制時,易實(shí)現(xiàn)軟開關(guān),傳輸效率高,電流應(yīng)力小,所以廣泛應(yīng)用于高壓大功率等場合。在隔離型雙向全橋DC-DC變換器的拓?fù)渖?對單移相控制、雙重移相控制兩種控制方式進(jìn)行對比分析,在統(tǒng)一的數(shù)學(xué)模型下,通過對開關(guān)過程分析,可推導(dǎo)出傳輸功率與移相角之間的數(shù)學(xué)關(guān)系,回流功率與移相角之間的關(guān)系,分析其功率特性、電流應(yīng)力情況和軟開關(guān)范圍。針對單移相控制方式下的回流功率不可消除的特點(diǎn),基于雙重移相控制的控制方式下,在不同電壓傳輸比下,聯(lián)合實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)的邊界條件,得到了一種最優(yōu)移相角是計算方法,據(jù)此提出了以減小回流功率為目標(biāo)的控制策略;然后在Matlab/Simulink仿真平臺上搭建了仿真模型,對以上兩種控制方式進(jìn)行了原理驗(yàn)證,證明了其正確性。最后,搭建了一臺100W實(shí)物樣機(jī)平臺,分別對硬件部分和軟件部分進(jìn)行了...
【文章來源】:上海電機(jī)學(xué)院上海市
【文章頁數(shù)】:77 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 選題背景及意義
1.2 雙向DC-DC變換器的應(yīng)用
1.2.1 分布式儲能系統(tǒng)中的應(yīng)用
1.2.2 不間斷電源系統(tǒng)
1.2.3 電動汽車能量管理系統(tǒng)
1.2.4 雙向DC-DC變換器在電力電子變壓器中的應(yīng)用
1.3 雙向DC-DC變換器的研究現(xiàn)狀
1.3.1 雙向DC-DC變換器的拓?fù)溲芯?br> 1.3.2 隔離型雙向全橋變換器的控制策略研究
1.4 本文的主要研究內(nèi)容
第二章 單移相控制研究
2.1 單移相控制原理
2.2 單移相控制的開關(guān)模態(tài)分析
2.3 功率特性分析
2.3.1 穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型
2.3.2 功率分析和電流應(yīng)力分析
2.3.3 軟開關(guān)范圍分析
2.4 單移相控制方式仿真分析
2.5 本章小結(jié)
第三章 雙重移相控制研究
3.1 雙重移相控制原理和模態(tài)分析
3.1.1 雙重移相控制原理
3.1.2 雙重移相控制模態(tài)分析
3.2 功率特性分析
3.2.1 穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型
3.2.2 傳輸功率特性分析
3.2.3 功率回流分析
3.2.4 電流應(yīng)力分析
3.2.5 軟開關(guān)范圍分析
3.3 基于最小回流功率的控制策略
3.3.1 最優(yōu)內(nèi)、外移相角的計算
3.3.2 最小回流功率控制策略
3.4 雙重移相控制方式仿真分析
3.5 本章小結(jié)
第四章 實(shí)驗(yàn)平臺設(shè)計
4.1 主電路參數(shù)設(shè)計
4.1.1 高頻變壓器設(shè)計
4.1.2 電感設(shè)計
4.1.3 開關(guān)管的選取
4.2 驅(qū)動電路設(shè)計和死區(qū)設(shè)計
4.3 信號采樣調(diào)理電路和保護(hù)電路的設(shè)計
4.3.1 電壓采樣調(diào)理電路的設(shè)計
4.3.2 電流采樣調(diào)理電路的設(shè)計
4.3.3 保護(hù)電路的設(shè)計
4.4 控制系統(tǒng)和程序設(shè)計
4.4.1 控制系統(tǒng)設(shè)計
4.4.2 程序流程圖設(shè)計
4.5 本章小結(jié)
第五章 隔離型雙向全橋DC-DC變換器的實(shí)驗(yàn)分析
5.1 實(shí)驗(yàn)平臺搭建
5.2 驅(qū)動波形和死區(qū)選擇
5.3 單、雙移相下的控制波形和軟開關(guān)實(shí)現(xiàn)情況
5.3.1 單移相控制波形和軟開關(guān)實(shí)現(xiàn)情況
5.3.2 雙重移相控制波形和軟開關(guān)實(shí)現(xiàn)情況
5.3.3 輸出電壓和電流波形
5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 全文總結(jié)
6.2 工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]開發(fā)新能源,促進(jìn)世界經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展[J]. 李斯勝,霍翔遠(yuǎn). 國際工程與勞務(wù). 2019(05)
[2]全橋推挽式雙向DC/DC變換器的建模與控制[J]. 張俊輝,唐雄民,張淼,孫君光. 電工電氣. 2017(11)
[3]一種基于損耗模型的雙有源橋DC-DC變換器效率優(yōu)化方法[J]. 李婧,袁立強(qiáng),谷慶,孫建寧,段任之. 電工技術(shù)學(xué)報. 2017(14)
[4]基于能源路由器的隔離雙向DC-DC變換器研究[J]. 黃杰,于慶廣,趙思遠(yuǎn). 電源技術(shù). 2017(02)
[5]雙向全橋DC-DC變換器回流功率優(yōu)化的雙重移相控制[J]. 張勛,王廣柱,商秀娟,王婷. 中國電機(jī)工程學(xué)報. 2016(04)
[6]基于全橋隔離雙向變換器的直流變換技術(shù)[J]. 師長立,唐西勝,李寧寧,張國偉,孫玉樹. 電工技術(shù)學(xué)報. 2016(02)
[7]直流微電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研究綜述[J]. 李霞林,郭力,王成山,李運(yùn)帷. 中國電機(jī)工程學(xué)報. 2016(01)
[8]電力電子變壓器對交直流混合微網(wǎng)功率控制的研究[J]. 蘭征,涂春鳴,肖凡,葛俊,熊誦輝. 電工技術(shù)學(xué)報. 2015(23)
[9]應(yīng)用于儲能系統(tǒng)的雙向DC-DC變換器研究[J]. 王冕,田野,李鐵民,陳國柱. 電工技術(shù)學(xué)報. 2013(08)
[10]一種新型交錯并聯(lián)雙向DC/DC變換器[J]. 陸治國,祝萬平,劉捷豐,吳春軍,趙麗麗. 中國電機(jī)工程學(xué)報. 2013(12)
博士論文
[1]大功率雙向DC-DC變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及其分析理論研究[D]. 許海平.中國科學(xué)院研究生院(電工研究所) 2005
碩士論文
[1]電動汽車的雙向DC-DC變換器的研究[D]. 陳建龍.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[2]雙向隔離型全橋DC-DC變換器新型控制方式研究[D]. 時小龍.北京交通大學(xué) 2014
[3]雙向DC/DC變換器及電池能量管理系統(tǒng)研究[D]. 羅詠.華中科技大學(xué) 2013
[4]電動汽車雙向DC/DC變換器的研究[D]. 郭熠.天津大學(xué) 2004
本文編號:3188421
【文章來源】:上海電機(jī)學(xué)院上海市
【文章頁數(shù)】:77 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 選題背景及意義
1.2 雙向DC-DC變換器的應(yīng)用
1.2.1 分布式儲能系統(tǒng)中的應(yīng)用
1.2.2 不間斷電源系統(tǒng)
1.2.3 電動汽車能量管理系統(tǒng)
1.2.4 雙向DC-DC變換器在電力電子變壓器中的應(yīng)用
1.3 雙向DC-DC變換器的研究現(xiàn)狀
1.3.1 雙向DC-DC變換器的拓?fù)溲芯?br> 1.3.2 隔離型雙向全橋變換器的控制策略研究
1.4 本文的主要研究內(nèi)容
第二章 單移相控制研究
2.1 單移相控制原理
2.2 單移相控制的開關(guān)模態(tài)分析
2.3 功率特性分析
2.3.1 穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型
2.3.2 功率分析和電流應(yīng)力分析
2.3.3 軟開關(guān)范圍分析
2.4 單移相控制方式仿真分析
2.5 本章小結(jié)
第三章 雙重移相控制研究
3.1 雙重移相控制原理和模態(tài)分析
3.1.1 雙重移相控制原理
3.1.2 雙重移相控制模態(tài)分析
3.2 功率特性分析
3.2.1 穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型
3.2.2 傳輸功率特性分析
3.2.3 功率回流分析
3.2.4 電流應(yīng)力分析
3.2.5 軟開關(guān)范圍分析
3.3 基于最小回流功率的控制策略
3.3.1 最優(yōu)內(nèi)、外移相角的計算
3.3.2 最小回流功率控制策略
3.4 雙重移相控制方式仿真分析
3.5 本章小結(jié)
第四章 實(shí)驗(yàn)平臺設(shè)計
4.1 主電路參數(shù)設(shè)計
4.1.1 高頻變壓器設(shè)計
4.1.2 電感設(shè)計
4.1.3 開關(guān)管的選取
4.2 驅(qū)動電路設(shè)計和死區(qū)設(shè)計
4.3 信號采樣調(diào)理電路和保護(hù)電路的設(shè)計
4.3.1 電壓采樣調(diào)理電路的設(shè)計
4.3.2 電流采樣調(diào)理電路的設(shè)計
4.3.3 保護(hù)電路的設(shè)計
4.4 控制系統(tǒng)和程序設(shè)計
4.4.1 控制系統(tǒng)設(shè)計
4.4.2 程序流程圖設(shè)計
4.5 本章小結(jié)
第五章 隔離型雙向全橋DC-DC變換器的實(shí)驗(yàn)分析
5.1 實(shí)驗(yàn)平臺搭建
5.2 驅(qū)動波形和死區(qū)選擇
5.3 單、雙移相下的控制波形和軟開關(guān)實(shí)現(xiàn)情況
5.3.1 單移相控制波形和軟開關(guān)實(shí)現(xiàn)情況
5.3.2 雙重移相控制波形和軟開關(guān)實(shí)現(xiàn)情況
5.3.3 輸出電壓和電流波形
5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 全文總結(jié)
6.2 工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]開發(fā)新能源,促進(jìn)世界經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展[J]. 李斯勝,霍翔遠(yuǎn). 國際工程與勞務(wù). 2019(05)
[2]全橋推挽式雙向DC/DC變換器的建模與控制[J]. 張俊輝,唐雄民,張淼,孫君光. 電工電氣. 2017(11)
[3]一種基于損耗模型的雙有源橋DC-DC變換器效率優(yōu)化方法[J]. 李婧,袁立強(qiáng),谷慶,孫建寧,段任之. 電工技術(shù)學(xué)報. 2017(14)
[4]基于能源路由器的隔離雙向DC-DC變換器研究[J]. 黃杰,于慶廣,趙思遠(yuǎn). 電源技術(shù). 2017(02)
[5]雙向全橋DC-DC變換器回流功率優(yōu)化的雙重移相控制[J]. 張勛,王廣柱,商秀娟,王婷. 中國電機(jī)工程學(xué)報. 2016(04)
[6]基于全橋隔離雙向變換器的直流變換技術(shù)[J]. 師長立,唐西勝,李寧寧,張國偉,孫玉樹. 電工技術(shù)學(xué)報. 2016(02)
[7]直流微電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研究綜述[J]. 李霞林,郭力,王成山,李運(yùn)帷. 中國電機(jī)工程學(xué)報. 2016(01)
[8]電力電子變壓器對交直流混合微網(wǎng)功率控制的研究[J]. 蘭征,涂春鳴,肖凡,葛俊,熊誦輝. 電工技術(shù)學(xué)報. 2015(23)
[9]應(yīng)用于儲能系統(tǒng)的雙向DC-DC變換器研究[J]. 王冕,田野,李鐵民,陳國柱. 電工技術(shù)學(xué)報. 2013(08)
[10]一種新型交錯并聯(lián)雙向DC/DC變換器[J]. 陸治國,祝萬平,劉捷豐,吳春軍,趙麗麗. 中國電機(jī)工程學(xué)報. 2013(12)
博士論文
[1]大功率雙向DC-DC變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及其分析理論研究[D]. 許海平.中國科學(xué)院研究生院(電工研究所) 2005
碩士論文
[1]電動汽車的雙向DC-DC變換器的研究[D]. 陳建龍.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[2]雙向隔離型全橋DC-DC變換器新型控制方式研究[D]. 時小龍.北京交通大學(xué) 2014
[3]雙向DC/DC變換器及電池能量管理系統(tǒng)研究[D]. 羅詠.華中科技大學(xué) 2013
[4]電動汽車雙向DC/DC變換器的研究[D]. 郭熠.天津大學(xué) 2004
本文編號:3188421
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