【摘要】：隨著化石能源的日益枯竭,太陽能、燃料電池等綠色清潔能源被廣泛發(fā)展和應用。太陽能以其無污染、分布廣、應用形式多樣等優(yōu)點,成為當今新能源利用的主流之一,然而,由于光伏組件輸出電壓較低,需要具有較高電壓增益的直流變換器將其提升到較高的電壓等級以滿足并網(wǎng)發(fā)電或用電設備的要求,因此,研究新型高增益、高效率DC-DC變換器具有重要的意義。本文首先以傳統(tǒng)的Zeta變換器為基礎,根據(jù)高增益DC-DC變換器的要求,將Zeta變換器和耦合電感技術、倍壓單元結構相結合,提出了一種基于耦合電感的高增益Zeta式升壓變換器(CB-Zeta),該變換器在實現(xiàn)高升壓比的同時,具有漏感能量可回收、二極管反向問題得以抑制等優(yōu)點。詳細分析了所提變換器的工作原理和穩(wěn)態(tài)性能,同時,通過Matlab軟件仿真驗證了理論分析的正確性。其次,通過引入雙倍壓鉗位電路,進一步提出了基于耦合電感和雙倍壓單元的Zeta式升壓變換器(CBDV-Zeta)。該變換器在耦合電感原邊集成了雙倍壓鉗位電路,兩個倍壓鉗位電容在主開關管關斷時處于并聯(lián)充電狀態(tài),可以同時吸收漏感能量,降低相應二極管的電流應力;在主開關管開通時兩個倍壓鉗位電容進行串聯(lián)放電,因此其升壓能力得到了進一步提高,采用Matlab仿真軟件對其工作原理和穩(wěn)態(tài)分析進行了仿真驗證。利用狀態(tài)空間平均法對CBDV-Zeta變換器進行了小信號建模,在此基礎上設計了該變換器的閉環(huán)補償網(wǎng)絡,并以TMS320F2812作為核心控制器件搭建了一臺原理樣機進行實驗驗證,仿真與實驗結果驗證了理論分析的正確性。
[Abstract]:With the depletion of fossil energy, green clean energy, such as solar energy and fuel cell, has been widely developed and applied. Solar energy has become one of the mainstream of new energy utilization due to its advantages of non-pollution, wide distribution and various applications. However, because of the low output voltage of photovoltaic modules, It is necessary for DC / DC converters with high voltage gain to raise it to a higher voltage level to meet the requirements of grid-connected power generation or electrical equipment. Therefore, it is of great significance to study new high gain and high efficiency DC-DC converters. Firstly, based on the traditional Zeta converter, according to the requirements of the high gain DC-DC converter, the Zeta converter is combined with the coupling inductor technology and the voltage multiplier structure. A high gain Zeta boost converter (CB-Zeta) based on coupling inductance is proposed. This converter has the advantages of high boost ratio, recovery of leakage inductance energy and suppression of diode reverse problem. The working principle and steady-state performance of the proposed converter are analyzed in detail, and the correctness of the theoretical analysis is verified by Matlab software simulation. Secondly, Zeta boost converter (CBDV-Zeta) based on coupling inductance and double voltage doubling unit is proposed by introducing double voltage clamp circuit. The double voltage clamp circuit is integrated into the original edge of the coupling inductor. The two voltage-doubling clamping capacitors are in the state of parallel charging when the main switch is off, which can absorb the leakage inductance energy simultaneously and reduce the current stress of the corresponding diode. When the main switch is turned on, two voltage-doubling clamped capacitors are discharged in series, so its boost capacity is further improved. The principle of the operation and the steady-state analysis are simulated and verified by Matlab simulation software. The small signal model of CBDV-Zeta converter is built by using state space averaging method. On this basis, the closed-loop compensation network of the converter is designed, and a prototype of the principle is built with TMS320F2812 as the core controller. Simulation and experimental results verify the correctness of the theoretical analysis.
【學位授予單位】：安徽工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TM46

【參考文獻】

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本文編號：2250912