雙有源橋四繞組DC/DC變換器的調制優(yōu)化研究
發(fā)布時間:2023-01-30 10:14
雙有源橋DC/DC變換器(Dual Active Bridge Converter,DAB)憑借其拓撲結構簡單、易于控制、雙向功率傳輸、易于實現軟開關等眾多優(yōu)點,成為了可再生能源發(fā)電和智能電網中常用的隔離型DC/DC變換器。因此,對DAB變換器的研究成為了近年來學術界的一個熱門研究方向。本文擬在此背景下提出一種改進型DAB變換器,并且設計出一種優(yōu)化控制方案,在考慮功率器件寄生參數的基礎上擴大變換器的軟開關范圍,同時提高其在全功率范圍內的工作效率。為了達成上述研究目標,本文首先通過改進傳統(tǒng)DAB拓撲結構,提出了一種具有四繞組結構變壓器的具備雙向升降壓能力的改進型雙有源橋DC/DC變換器拓撲,并推導了該拓撲在擴展移相調制以及三重移相調制下的電流與功率特性;隨后在變換器兩側各為低壓側時的兩種情況下對該拓撲的軟開關條件進行了分析,提出一種可適用于全功率范圍的軟開關控制方案,并借助仿真驗證了軟開關控制的可行性與改進型拓撲相較于傳統(tǒng)拓撲的優(yōu)越性;然后分別推導了EPS以及TPS調制下的電流平均值特性,給出了詳細的開關損耗與導通損耗計算方法,并根據分析結果給出了一種在實現軟開關前提下進一步優(yōu)化變換器工...
【文章頁數】:85 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題研究背景
1.2 研究現狀綜述
1.2.1 拓撲研究現狀綜述
1.2.2 控制研究現狀綜述
1.3 課題研究意義及主要內容
1.3.1 研究意義
1.3.2 主要內容
第2章 雙有源橋四繞組DC/DC變換器拓撲分析
2.1 引言
2.2 基本拓撲結構及其等效分析
2.2.1 基本拓撲結構
2.2.2 改進型拓撲的等效分析
2.3 電流及功率特性分析
2.3.1 EPS調制下的電流及功率特性
2.3.2 TPS調制下的電流及功率特性
2.4 本章小結
第3章 雙有源橋四繞組DC/DC變換器的軟開關分析
3.1 引言
3.2 軟開關條件分析
3.3 仿真分析
3.4 本章小結
第4章 雙有源橋四繞組DC/DC變換器的效率優(yōu)化調制
4.1 引言
4.2 電流有效值特性分析
4.2.1 EPS調制的電流有效值特性分析
4.2.2 TPS調制的電流有效值特性分析
4.3 基于軟開關控制的混合調制方案研究
4.3.1 功率區(qū)間的劃分
4.3.2 開關損耗及導通損耗分析
4.3.3 優(yōu)化軌跡曲線分析
4.4 本章小結
第5章 硬件參數設計與實驗驗證
5.1 .引言
5.2 硬件參數設計
5.2.1 電感設計
5.2.2 變壓器設計
5.2.3 電容選取
5.2.4 功率開關器件選取
5.3 實驗驗證
5.3.1 穩(wěn)態(tài)波形分析
5.3.2 軟開關波形分析
5.3.3 混合調制效率分析
5.4 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間承擔的科研任務與主要成果
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]考慮不同軟開關模式的雙有源橋變換器電流應力優(yōu)化方法[J]. 胡燕,張宇,張?zhí)鞎?陳慶,劉瑞煌,魏星琦. 電力系統(tǒng)自動化. 2019(23)
[2]寬輸入電壓雙有源橋變換器電流有效值最小控制方法研究[J]. 費躍,李若愚,雷園,舒澤亮. 中國電機工程學報. 2019(19)
[3]三重移相調制下DAB變換器全功率范圍統(tǒng)一ZVS控制策略[J]. 邵持,童安平,錢語安,杭麗君,何遠彬,李國杰,曾平良,吳秋偉. 中國電機工程學報. 2019(19)
[4]基于電流有效值最小控制的雙有源DC/DC變換器[J]. 胡文濤,舒澤亮,孟令輝. 電力電子技術. 2019(08)
[5]擴展移相控制的雙有源橋DC-DC變換器的優(yōu)化控制策略[J]. 郭華越,張興,趙文廣,高帥,王付勝. 中國電機工程學報. 2019(13)
[6]基于模型前饋的雙有源全橋DC-DC變換器電流應力優(yōu)化方法[J]. 安峰,楊柯欣,王嵩,羅書聰,馮曉云. 電工技術學報. 2019(14)
[7]基于擴展相移的雙有源全橋DC-DC變換器多目標優(yōu)化控制方法[J]. 安峰,宋文勝,楊柯欣. 中國電機工程學報. 2019(03)
[8]環(huán)境污染與經濟發(fā)展關系實證研究的文獻綜述[J]. 楊曉娟,李梅芳,王睿,谷金鐘. 環(huán)境科學與管理. 2016(06)
[9]基于三重移相控制的雙主動全橋直流變換器優(yōu)化調制策略[J]. 黃珺,王躍,李卓強,雷萬鈞. 中國電機工程學報. 2016(06)
[10]我國能源利用現狀與對策[J]. 許紅星. 中外能源. 2010(01)
本文編號:3732967
【文章頁數】:85 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題研究背景
1.2 研究現狀綜述
1.2.1 拓撲研究現狀綜述
1.2.2 控制研究現狀綜述
1.3 課題研究意義及主要內容
1.3.1 研究意義
1.3.2 主要內容
第2章 雙有源橋四繞組DC/DC變換器拓撲分析
2.1 引言
2.2 基本拓撲結構及其等效分析
2.2.1 基本拓撲結構
2.2.2 改進型拓撲的等效分析
2.3 電流及功率特性分析
2.3.1 EPS調制下的電流及功率特性
2.3.2 TPS調制下的電流及功率特性
2.4 本章小結
第3章 雙有源橋四繞組DC/DC變換器的軟開關分析
3.1 引言
3.2 軟開關條件分析
3.3 仿真分析
3.4 本章小結
第4章 雙有源橋四繞組DC/DC變換器的效率優(yōu)化調制
4.1 引言
4.2 電流有效值特性分析
4.2.1 EPS調制的電流有效值特性分析
4.2.2 TPS調制的電流有效值特性分析
4.3 基于軟開關控制的混合調制方案研究
4.3.1 功率區(qū)間的劃分
4.3.2 開關損耗及導通損耗分析
4.3.3 優(yōu)化軌跡曲線分析
4.4 本章小結
第5章 硬件參數設計與實驗驗證
5.1 .引言
5.2 硬件參數設計
5.2.1 電感設計
5.2.2 變壓器設計
5.2.3 電容選取
5.2.4 功率開關器件選取
5.3 實驗驗證
5.3.1 穩(wěn)態(tài)波形分析
5.3.2 軟開關波形分析
5.3.3 混合調制效率分析
5.4 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間承擔的科研任務與主要成果
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]考慮不同軟開關模式的雙有源橋變換器電流應力優(yōu)化方法[J]. 胡燕,張宇,張?zhí)鞎?陳慶,劉瑞煌,魏星琦. 電力系統(tǒng)自動化. 2019(23)
[2]寬輸入電壓雙有源橋變換器電流有效值最小控制方法研究[J]. 費躍,李若愚,雷園,舒澤亮. 中國電機工程學報. 2019(19)
[3]三重移相調制下DAB變換器全功率范圍統(tǒng)一ZVS控制策略[J]. 邵持,童安平,錢語安,杭麗君,何遠彬,李國杰,曾平良,吳秋偉. 中國電機工程學報. 2019(19)
[4]基于電流有效值最小控制的雙有源DC/DC變換器[J]. 胡文濤,舒澤亮,孟令輝. 電力電子技術. 2019(08)
[5]擴展移相控制的雙有源橋DC-DC變換器的優(yōu)化控制策略[J]. 郭華越,張興,趙文廣,高帥,王付勝. 中國電機工程學報. 2019(13)
[6]基于模型前饋的雙有源全橋DC-DC變換器電流應力優(yōu)化方法[J]. 安峰,楊柯欣,王嵩,羅書聰,馮曉云. 電工技術學報. 2019(14)
[7]基于擴展相移的雙有源全橋DC-DC變換器多目標優(yōu)化控制方法[J]. 安峰,宋文勝,楊柯欣. 中國電機工程學報. 2019(03)
[8]環(huán)境污染與經濟發(fā)展關系實證研究的文獻綜述[J]. 楊曉娟,李梅芳,王睿,谷金鐘. 環(huán)境科學與管理. 2016(06)
[9]基于三重移相控制的雙主動全橋直流變換器優(yōu)化調制策略[J]. 黃珺,王躍,李卓強,雷萬鈞. 中國電機工程學報. 2016(06)
[10]我國能源利用現狀與對策[J]. 許紅星. 中外能源. 2010(01)
本文編號:3732967
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