本文關(guān)鍵詞：超級電容能量回收雙向DC-DC變換器的研究

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【摘要】：環(huán)境污染、石油資源枯竭等問題的日益加重引發(fā)了人們對新型環(huán)保能源的研發(fā)熱潮。超級電容含有不但放電時電流大,充電時電流同樣很大、單位體積內(nèi)含有的功率能量密度高、可以循環(huán)使用的次數(shù)多、容量不會發(fā)生變化等優(yōu)點,是新的能夠儲存能量的器件,在混合動力驅(qū)動的汽車、純電力驅(qū)動的汽車、UPS電源、微網(wǎng)系統(tǒng)以及工業(yè)自動化等相關(guān)領(lǐng)域被普遍的應(yīng)用。由超級電容組成的儲存能量系統(tǒng)一般要求能夠和高壓側(cè)的直流母線進(jìn)行雙向能量流通,雙向流動的DC-DC變換器可以在很大程度上降低成本,減小儲能設(shè)備需要的空間和重量,對其的研究擁有相當(dāng)?shù)膬r值。本文經(jīng)過對超級電容以及各種雙向DC-DC變換器基本組成結(jié)構(gòu)的研究,提出了一種交錯并聯(lián)磁集成軟開關(guān)能量雙向流動DC-DC變換器。在雙向DC-DC變換器中加入交錯并聯(lián)磁件集成軟開關(guān)技術(shù)可以降低變換器輸出電流的紋波,提升電路的瞬態(tài)響應(yīng)反應(yīng),降低開關(guān)損耗。針對不同運行狀態(tài)下的功率流向,對交錯并聯(lián)磁件集成能量雙向流動DC-DC變換器的運行狀態(tài)進(jìn)行分析,并推導(dǎo)了穩(wěn)態(tài)工作時的基本方程,獲得了穩(wěn)態(tài)電壓增益,給出了能夠達(dá)到軟開關(guān)的條件,可以使電路中開關(guān)器ZVS導(dǎo)通。通過分析等效電感,得到了輸出穩(wěn)態(tài)紋波與動態(tài)響應(yīng)以及集成電感耦合系數(shù)的關(guān)系,并給出了設(shè)計范圍,利用陣列式磁芯設(shè)計了耦合電感,并介紹了設(shè)計的方法。針對雙向DC-DC變換器工作模式的不同,分析了實際使用條件的需求,并指定可相對應(yīng)的控制策略,給出了Boost和Buck模式下的小信號動態(tài)模型,設(shè)計了相對應(yīng)模式下的控制器,以提高系統(tǒng)的性能。詳細(xì)介紹了控制電路算法和可以讓變換器工作的的相關(guān)實物電路的設(shè)計與實現(xiàn)。最后經(jīng)由仿真以及實驗對本文原理分析和公式推導(dǎo)做了驗證。
【學(xué)位授予單位】：遼寧工程技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM46;TM53

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1187373