基于Dickson電荷泵的非隔離型高增益DC-DC變換器的研究
發(fā)布時間:2021-06-07 23:23
可再生能源發(fā)電技術,作為近年來的研究熱點,已廣泛應用于新能源微電網領域。為了實現(xiàn)能量的儲存、轉換和調節(jié),電力電子變換器作為中介模塊是其中關鍵一環(huán)。非隔離型高增益DC-DC變換器具有的高功率密度和高效率特性使其非常適用于分布式發(fā)電場合。傳統(tǒng)Dickson電荷泵變換器(DCPC)以交錯并聯(lián)方式從輸入源中引出連續(xù)電流,可以輕易地獲得很高的電壓增益,且器件承受的電壓應力較低。但是這種變換器在開關管關斷時會產生電流尖峰,本文對變換器的拓撲結構進行了改進,有效減小了開關管電流尖峰,并實現(xiàn)了部分二極管的零電流關斷。本文對DCPC的拓撲結構進行了優(yōu)化,提出一種改進的Dickson電荷泵變換器(M-DCPC),從而簡化了設計過程,減小了變換器的體積。同時在M-DCPC中引入一個小的諧振電感,得到一種高增益軟開關變換器,實現(xiàn)了所有開關管和二極管的軟開關切換,減小了電路損耗。針對M-DCPC存在輸入輸出端口不足的缺點,提出一種多輸入多輸出變換器(MIMO-M-DCPC),該變換器能夠靈活接入多個具有不同功率和電壓水平的光伏板,同時允許在每個輸入端口實現(xiàn)功率共享和MPPT,使得變換器具有更高的容錯率和可調整性...
【文章來源】:哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:77 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題研究背景及意義
1.2 非隔離型DC-DC變換器的研究現(xiàn)狀
1.2.1 基于開關電容的變換器
1.2.2 基于電壓倍增單元的變換器
1.2.3 基于開關電感的變換器
1.2.4 基于耦合電感的變換器
1.2.5 基于多電平結構的變換器
1.3 論文主要研究內容
第2章 傳統(tǒng)Dickson電荷泵變換器
2.1 引言
2.2 DCPC工作原理與穩(wěn)態(tài)性能分析
2.2.1 工作原理分析
2.2.2 穩(wěn)態(tài)性能分析
2.3 DCPC仿真分析
2.4 串入電感后的DCPC
2.4.1 開關管電流尖峰的形成分析
2.4.2 串入電感后的DCPC穩(wěn)態(tài)性能分析
2.5 本章小結
第3章 改進的Dickson電荷泵變換器
3.1 引言
3.2 M-DCPC工作原理與穩(wěn)態(tài)性能分析
3.2.1 工作原理分析
3.2.2 穩(wěn)態(tài)性能分析
3.3 M-DCPC仿真分析
3.4 變換器性能對比
3.4.1 DCPC和 M-DCPC性能對比
3.4.2 與同類變換器的性能對比
3.5 一種軟開關M-DCPC工作原理與穩(wěn)態(tài)性能分析
3.5.1 工作原理分析
3.5.2 穩(wěn)態(tài)性能分析
3.6 軟開關M-DCPC仿真分析
3.7 本章小結
第4章 改進的Dickson電荷泵多輸入多輸出變換器
4.1 引言
4.2 MIMO-M-DCPC 工作原理與仿真分析
4.2.1 工作原理分析
4.2.2 仿真分析
4.3 MIMO-M-DCPC小信號建模與補償網絡設計
4.3.1 小信號建模
4.3.2 補償網絡設計
4.4 MIMO-M-DCPC閉環(huán)仿真分析
4.5 MIMO-M-DCPC拓撲結構的多級拓展
4.6 本章小結
第5章 Dickson電荷泵變換器的拓展研究
5.1 引言
5.2 多級Dickson電荷泵變換器的拓撲推演
5.3 N-DCPC工作原理與仿真分析
5.3.1 工作原理分析
5.3.2 仿真分析
5.4 N-DCPC性能分析
5.5 本章小結
結論
參考文獻
致謝
本文編號:3217502
【文章來源】:哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:77 頁
【學位級別】:碩士
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摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題研究背景及意義
1.2 非隔離型DC-DC變換器的研究現(xiàn)狀
1.2.1 基于開關電容的變換器
1.2.2 基于電壓倍增單元的變換器
1.2.3 基于開關電感的變換器
1.2.4 基于耦合電感的變換器
1.2.5 基于多電平結構的變換器
1.3 論文主要研究內容
第2章 傳統(tǒng)Dickson電荷泵變換器
2.1 引言
2.2 DCPC工作原理與穩(wěn)態(tài)性能分析
2.2.1 工作原理分析
2.2.2 穩(wěn)態(tài)性能分析
2.3 DCPC仿真分析
2.4 串入電感后的DCPC
2.4.1 開關管電流尖峰的形成分析
2.4.2 串入電感后的DCPC穩(wěn)態(tài)性能分析
2.5 本章小結
第3章 改進的Dickson電荷泵變換器
3.1 引言
3.2 M-DCPC工作原理與穩(wěn)態(tài)性能分析
3.2.1 工作原理分析
3.2.2 穩(wěn)態(tài)性能分析
3.3 M-DCPC仿真分析
3.4 變換器性能對比
3.4.1 DCPC和 M-DCPC性能對比
3.4.2 與同類變換器的性能對比
3.5 一種軟開關M-DCPC工作原理與穩(wěn)態(tài)性能分析
3.5.1 工作原理分析
3.5.2 穩(wěn)態(tài)性能分析
3.6 軟開關M-DCPC仿真分析
3.7 本章小結
第4章 改進的Dickson電荷泵多輸入多輸出變換器
4.1 引言
4.2 MIMO-M-DCPC 工作原理與仿真分析
4.2.1 工作原理分析
4.2.2 仿真分析
4.3 MIMO-M-DCPC小信號建模與補償網絡設計
4.3.1 小信號建模
4.3.2 補償網絡設計
4.4 MIMO-M-DCPC閉環(huán)仿真分析
4.5 MIMO-M-DCPC拓撲結構的多級拓展
4.6 本章小結
第5章 Dickson電荷泵變換器的拓展研究
5.1 引言
5.2 多級Dickson電荷泵變換器的拓撲推演
5.3 N-DCPC工作原理與仿真分析
5.3.1 工作原理分析
5.3.2 仿真分析
5.4 N-DCPC性能分析
5.5 本章小結
結論
參考文獻
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本文編號:3217502
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