本文關(guān)鍵詞：UPS中雙向DC-DC變換器的拓?fù)涓倪M(jìn)及其效率提高研究　出處：《哈爾濱工業(yè)大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：雙向DC-DC變換器實(shí)現(xiàn)了能量的雙向流動(dòng),功能上等同于兩個(gè)單向DC-DC變換器,使系統(tǒng)具有高功率密度及低成本等優(yōu)勢(shì),已應(yīng)用于不間斷電源(UPS)、電動(dòng)汽車、光伏發(fā)電、多端口供電等能量雙向傳遞的系統(tǒng),成為近年來國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。本文針對(duì)在線式低成本UPS應(yīng)用,對(duì)其中的雙向DC-DC變換器設(shè)計(jì)及其效率改善展開研究。傳統(tǒng)電流型推挽全橋拓?fù)洳荒軐?shí)現(xiàn)在線式UPS的開機(jī)軟啟動(dòng)及空、輕載下的穩(wěn)定運(yùn)行,本文在該拓?fù)浠A(chǔ)上加入電感副邊線圈及兩個(gè)續(xù)流二極管,來使推挽管工作在任意占空比狀態(tài),從而滿足UPS中雙向DC-DC變換器的設(shè)計(jì)要求。論文對(duì)改進(jìn)后拓?fù)涞墓ぷ鬟^程進(jìn)行仿真,驗(yàn)證改進(jìn)拓?fù)涞目尚行�。為了提高變換器性能,對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行反饋補(bǔ)償設(shè)計(jì)。利用狀態(tài)空間平均法對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行小信號(hào)建模,根據(jù)傳遞函數(shù)求取電壓外環(huán)、電流內(nèi)環(huán)的雙閉環(huán)控制補(bǔ)償參數(shù),并通過頻域和時(shí)域仿真驗(yàn)證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。磁性元件和開關(guān)管損耗是影響變換器效率的主要因素。為了改善雙向DC-DC效率,論文從高頻變壓器和新型開關(guān)器件兩方面展開分析。對(duì)高頻變壓器,本文利用Maxwell軟件仿真不同繞組排列方式下的變壓器損耗,來選擇更優(yōu)的繞組排列方式,從而減小變壓器繞組損耗,提高變換器效率。對(duì)新型開關(guān)器件,本文利用碳化硅金屬-氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(SIC MOSFET)替代目前使用的普通SI MOSFET或絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)來減少開關(guān)管損耗,提高變換器效率。最后,制作、調(diào)試樣機(jī)來驗(yàn)證設(shè)計(jì)的可行性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明改進(jìn)后的拓?fù)淇梢詫?shí)現(xiàn)開機(jī)軟啟動(dòng)及不同負(fù)載下系統(tǒng)的雙向穩(wěn)定運(yùn)行,達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)目標(biāo)。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM46

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