高效率高升壓增益二次型DC-DC變換器研究
發(fā)布時(shí)間:2021-08-03 23:43
隨著近年來能源和環(huán)境問題越發(fā)嚴(yán)重,新能源的開發(fā)和利用成為研究的熱點(diǎn)。光伏電池、燃料電池發(fā)電系統(tǒng)輸出電壓低、波動(dòng)大,要求新能源系統(tǒng)中的DC-DC開關(guān)變換器具有高升壓增益、寬輸入特性。傳統(tǒng)二次型DC-DC變換器僅用單個(gè)開關(guān)管實(shí)現(xiàn)了變換器的級(jí)聯(lián),具有較高的電壓增益,但是變換器功率全部經(jīng)過兩級(jí)傳遞,傳輸損耗大,效率較低。本論文研究了由兩個(gè)基本DC-DC變換器整合、合并開關(guān)管而構(gòu)成的整合式二次型DC-DC變換器的功率流動(dòng)類型。對(duì)不同功率流動(dòng)類型的效率分析表明,直接級(jí)聯(lián)變換器效率最低,降低級(jí)聯(lián)形式的能量傳遞可以減少冗余功率傳輸(Reduced Redundant Power Processing,R2P2),提高變換器的效率。利用基本DC-DC開關(guān)變換器的相互組合,可以得到多種基于R2P2原理的整合式二次型DC-DC變換器,研究了基本DC-DC開關(guān)變換器的組合原則。以基于R2P2原理的二次型Boost變換器為例,分析了該變換器的整合過程及其工作于電感電流連續(xù)模式(Continuous Conduction Mode,CCM)模式時(shí)的工作模態(tài)和穩(wěn)態(tài)特性。在基于R2P2原理的二次型Boost變換器的基...
【文章來源】:西南交通大學(xué)四川省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:68 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 引言
1.2 高增益變換器研究現(xiàn)狀
1.2.1 基于開關(guān)電容/開關(guān)電感單元的高增益變換器
1.2.2 基于耦合電感的高增益變換器
1.2.3 交錯(cuò)并聯(lián)高增益變換器
1.2.4 級(jí)聯(lián)型高增益變換器
1.3 論文主要工作
第2章 整合式二次型DC-DC變換器減少冗余功率原理
2.1 引言
2.2 整合式二次型DC-DC變換器R~2P~2原理
2.3 整合式二次型DC-DC變換器效率分析
2.4 基本DC-DC開關(guān)變換器組合原則
2.5 基于R~2P~2原理的二次型Boost變換器
2.5.1 工作原理分析
2.5.2 穩(wěn)態(tài)分析
2.6 本章小結(jié)
第3章 基于耦合電感的R~2P~2二次型Boost高增益變換器
3.1 引言
3.2 工作原理分析
3.2.1 電路結(jié)構(gòu)分析
3.2.2 工作模態(tài)分析
3.3 工作特性分析
3.3.1 直流穩(wěn)態(tài)特性分析
3.3.2 器件應(yīng)力分析
3.4 關(guān)鍵參數(shù)設(shè)計(jì)
3.4.1 占空比和耦合電感變比設(shè)計(jì)
3.4.2 耦合電感設(shè)計(jì)
3.4.3 電感L_1設(shè)計(jì)
3.4.4 電容設(shè)計(jì)
3.5 仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果
3.5.1 仿真結(jié)果
3.5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
3.6 本章小結(jié)
第4章 基于輔助網(wǎng)絡(luò)的軟開關(guān)R~2P~2二次型Boost高增益變換器
4.1 引言
4.2 工作原理分析
4.2.1 電路結(jié)構(gòu)分析
4.2.2 工作模態(tài)分析
4.3 工作特性分析
4.3.1 直流穩(wěn)態(tài)特性分析
4.3.2 器件應(yīng)力分析
4.3.3 變換器性能對(duì)比
4.4 軟開關(guān)條件及占空比丟失分析
4.4.1 軟開關(guān)條件
4.4.2 占空比丟失分析
4.5 關(guān)鍵參數(shù)設(shè)計(jì)
4.5.1 電感設(shè)計(jì)
4.5.2 電容設(shè)計(jì)
4.6 仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果
4.6.1 仿真結(jié)果
4.6.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
4.7 本章小結(jié)
結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間發(fā)表的論文及科研成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]雙耦合電感二次型高升壓增益DC-DC變換器[J]. 曹太強(qiáng),劉威,郭筱瑛,陳章勇,王軍,孫章,游芳,羅謙. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2015(08)
[2]基于開關(guān)電容網(wǎng)絡(luò)的DC-DC變換器[J]. 侯世英,陳劍飛,孫韜,王儷蓉,王玉峰. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2014(10)
[3]一種帶耦合電感的有源鉗位高增益Boost變換器[J]. 羅全明,張陽(yáng),閆歡,周雒維. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2014(27)
[4]采用開關(guān)電容的非隔離型高升壓比直流變換器[J]. 吳剛,阮新波,葉志紅. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2015(02)
[5]耦合電感零輸入紋波高增益非隔離DC-DC變換器[J]. 陳章勇,許建平,吳建雪,賀明智. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2014(33)
[6]多單元開關(guān)電感/開關(guān)電容有源網(wǎng)絡(luò)變換器[J]. 王挺,湯雨,何耀華,付東進(jìn). 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2014(06)
[7]一種高增益交錯(cuò)耦合電感直流變換器[J]. 胡雪峰,龔春英,陳杰,王琳. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2014(03)
[8]一種交錯(cuò)并聯(lián)高增益軟開關(guān)Boost變換器[J]. 羅全明,閆歡,張陽(yáng),周雒維. 電機(jī)與控制學(xué)報(bào). 2013(12)
[9]帶開關(guān)電容網(wǎng)絡(luò)的交錯(cuò)并聯(lián)高增益Boost變換器[J]. 陸治國(guó),鄭路遙,馬召鼎,劉捷豐,秦煜森. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2012(11)
[10]高效率高增益Boost-Flyback直流變換器[J]. 吳紅飛,古俊銀,張君君,邢巖,陳國(guó)呈. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2011(24)
博士論文
[1]二次型Boost變換器研究[D]. 楊平.西南交通大學(xué) 2013
[2]耦合電感倍壓?jiǎn)卧咴鲆孀兞髌魍負(fù)湫纬煞椒ㄑ芯縖D]. 趙一.浙江大學(xué) 2012
[3]三繞組耦合電感實(shí)現(xiàn)高增益、高效率交錯(cuò)并聯(lián)軟開關(guān)Boost變流器[D]. 李武華.浙江大學(xué) 2008
碩士論文
[1]耦合電感準(zhǔn)Z源高升壓增益變換器研究[D]. 張夢(mèng)娜.西南交通大學(xué) 2016
[2]開關(guān)電感二次型Boost變換器研究[D]. 李坤鵬.北京信息科技大學(xué) 2016
[3]非隔離型交錯(cuò)并聯(lián)高增益DC/DC變換器的研究[D]. 閆歡.重慶大學(xué) 2014
[4]二次型開關(guān)DC-DC變換器研究[D]. 盧志飛.西南交通大學(xué) 2012
[5]燃料電池用直流變換器的研究[D]. 馬召鼎.重慶大學(xué) 2010
本文編號(hào):3320548
【文章來源】:西南交通大學(xué)四川省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:68 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 引言
1.2 高增益變換器研究現(xiàn)狀
1.2.1 基于開關(guān)電容/開關(guān)電感單元的高增益變換器
1.2.2 基于耦合電感的高增益變換器
1.2.3 交錯(cuò)并聯(lián)高增益變換器
1.2.4 級(jí)聯(lián)型高增益變換器
1.3 論文主要工作
第2章 整合式二次型DC-DC變換器減少冗余功率原理
2.1 引言
2.2 整合式二次型DC-DC變換器R~2P~2原理
2.3 整合式二次型DC-DC變換器效率分析
2.4 基本DC-DC開關(guān)變換器組合原則
2.5 基于R~2P~2原理的二次型Boost變換器
2.5.1 工作原理分析
2.5.2 穩(wěn)態(tài)分析
2.6 本章小結(jié)
第3章 基于耦合電感的R~2P~2二次型Boost高增益變換器
3.1 引言
3.2 工作原理分析
3.2.1 電路結(jié)構(gòu)分析
3.2.2 工作模態(tài)分析
3.3 工作特性分析
3.3.1 直流穩(wěn)態(tài)特性分析
3.3.2 器件應(yīng)力分析
3.4 關(guān)鍵參數(shù)設(shè)計(jì)
3.4.1 占空比和耦合電感變比設(shè)計(jì)
3.4.2 耦合電感設(shè)計(jì)
3.4.3 電感L_1設(shè)計(jì)
3.4.4 電容設(shè)計(jì)
3.5 仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果
3.5.1 仿真結(jié)果
3.5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
3.6 本章小結(jié)
第4章 基于輔助網(wǎng)絡(luò)的軟開關(guān)R~2P~2二次型Boost高增益變換器
4.1 引言
4.2 工作原理分析
4.2.1 電路結(jié)構(gòu)分析
4.2.2 工作模態(tài)分析
4.3 工作特性分析
4.3.1 直流穩(wěn)態(tài)特性分析
4.3.2 器件應(yīng)力分析
4.3.3 變換器性能對(duì)比
4.4 軟開關(guān)條件及占空比丟失分析
4.4.1 軟開關(guān)條件
4.4.2 占空比丟失分析
4.5 關(guān)鍵參數(shù)設(shè)計(jì)
4.5.1 電感設(shè)計(jì)
4.5.2 電容設(shè)計(jì)
4.6 仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果
4.6.1 仿真結(jié)果
4.6.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
4.7 本章小結(jié)
結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間發(fā)表的論文及科研成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]雙耦合電感二次型高升壓增益DC-DC變換器[J]. 曹太強(qiáng),劉威,郭筱瑛,陳章勇,王軍,孫章,游芳,羅謙. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2015(08)
[2]基于開關(guān)電容網(wǎng)絡(luò)的DC-DC變換器[J]. 侯世英,陳劍飛,孫韜,王儷蓉,王玉峰. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2014(10)
[3]一種帶耦合電感的有源鉗位高增益Boost變換器[J]. 羅全明,張陽(yáng),閆歡,周雒維. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2014(27)
[4]采用開關(guān)電容的非隔離型高升壓比直流變換器[J]. 吳剛,阮新波,葉志紅. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2015(02)
[5]耦合電感零輸入紋波高增益非隔離DC-DC變換器[J]. 陳章勇,許建平,吳建雪,賀明智. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2014(33)
[6]多單元開關(guān)電感/開關(guān)電容有源網(wǎng)絡(luò)變換器[J]. 王挺,湯雨,何耀華,付東進(jìn). 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2014(06)
[7]一種高增益交錯(cuò)耦合電感直流變換器[J]. 胡雪峰,龔春英,陳杰,王琳. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2014(03)
[8]一種交錯(cuò)并聯(lián)高增益軟開關(guān)Boost變換器[J]. 羅全明,閆歡,張陽(yáng),周雒維. 電機(jī)與控制學(xué)報(bào). 2013(12)
[9]帶開關(guān)電容網(wǎng)絡(luò)的交錯(cuò)并聯(lián)高增益Boost變換器[J]. 陸治國(guó),鄭路遙,馬召鼎,劉捷豐,秦煜森. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2012(11)
[10]高效率高增益Boost-Flyback直流變換器[J]. 吳紅飛,古俊銀,張君君,邢巖,陳國(guó)呈. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2011(24)
博士論文
[1]二次型Boost變換器研究[D]. 楊平.西南交通大學(xué) 2013
[2]耦合電感倍壓?jiǎn)卧咴鲆孀兞髌魍負(fù)湫纬煞椒ㄑ芯縖D]. 趙一.浙江大學(xué) 2012
[3]三繞組耦合電感實(shí)現(xiàn)高增益、高效率交錯(cuò)并聯(lián)軟開關(guān)Boost變流器[D]. 李武華.浙江大學(xué) 2008
碩士論文
[1]耦合電感準(zhǔn)Z源高升壓增益變換器研究[D]. 張夢(mèng)娜.西南交通大學(xué) 2016
[2]開關(guān)電感二次型Boost變換器研究[D]. 李坤鵬.北京信息科技大學(xué) 2016
[3]非隔離型交錯(cuò)并聯(lián)高增益DC/DC變換器的研究[D]. 閆歡.重慶大學(xué) 2014
[4]二次型開關(guān)DC-DC變換器研究[D]. 盧志飛.西南交通大學(xué) 2012
[5]燃料電池用直流變換器的研究[D]. 馬召鼎.重慶大學(xué) 2010
本文編號(hào):3320548
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