集成多端口DC/DC變換器拓撲衍生與分析方法研究
發(fā)布時間:2021-12-12 09:06
能源危機與環(huán)境問題為社會的可持續(xù)發(fā)展帶來了嚴峻的考驗,可再生能源的開發(fā)與利用、分布式能源技術的優(yōu)化與提升成為了社會廣泛關注的熱點。在分布式能源系統(tǒng)的研究中,多端口 DC/DC變換器占據(jù)了重要的地位,它可以實現(xiàn)可再生能源、儲能元件和負載的混合連接,完成電能的高效轉換。同時,多端口 DC/DC變換器在汽車電子、備用電源等領域也得到了廣泛的應用。但是,現(xiàn)有的多端口 DC/DC變換器存在器件數(shù)量多、交叉調(diào)整性能差、效率低等問題,使其應用受到一定的限制。本文通過對已有的多端口 DC/DC變換器方案進行綜述,分析比較了各類拓撲的構成方法及其優(yōu)缺點。其中,為得到N個獨立的輸出端口,傳統(tǒng)分立的雙向多端口 DC/DC變換器使用2N個開關器件,傳統(tǒng)分立的單向多端口 DC/DC變換器使用N個開關管與N個二極管,器件數(shù)目多、變換器成本高。然而理論上,N個端口的獨立控制僅需要N個控制自由度(如占空比、頻率等),即只需要N+1個開關管。因此,本文提出了一種使用N+1個開關器件實現(xiàn)N個獨立可控端口的變換器拓撲衍生方法,并由此推導出可適應不同應用場合的一系列變換器拓撲。本文從傳統(tǒng)非隔離和隔離的DC/DC變換器中分別總...
【文章來源】:浙江大學浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:96 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
致謝
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 引言
1.2 多端口DC/DC變換器研究
1.2.1 并聯(lián)的傳統(tǒng)多端口DC/DC變換器
1.2.2 多繞組DC/DC變換器
1.2.3 單電感多輸出DC/DC變換器
1.3 本文的研究意義和主要內(nèi)容
1.3.1 研究意義
1.3.2 主要內(nèi)容
2 開關管復用多端口DC/DC變換器拓撲衍生方法
2.1 基于非隔離模塊的非隔離開關管復用多端口DC/DC變換器拓撲衍生
2.2 拓撲衍生方法推廣
2.2.1 基于隔離模塊的隔離開關管復用多端口DC/DC變換器拓撲衍生
2.2.2 混合開關管復用多端口DC/DC變換器拓撲衍生
3 集成雙輸出Buck變換器
3.1 電路工作原理
3.1.1 集成雙輸出Buck變換器特點
3.1.2 集成雙輸出Buck交換器工作過程
3.2 特性分析
3.2.1 電壓增益
3.2.2 電壓應力
3.2.3 電流應力
3.2.4 軟開關特性
3.3 小信號模型
3.4 電路參數(shù)設計
3.4.1 器件選型
3.4.2 磁性元件設計
3.4.3 損耗分析
3.4.4 采樣電路設計
3.5 仿真及實驗驗證
3.5.1 仿真驗證
3.5.2 實驗驗證
4 集成雙輸出Flyback變換器
4.1 電路工作原理
4.1.1 集成雙輸出Flyback變換器特點
4.1.2 集成雙輸出Flyback變換器工作過程
4.2 特性分析
4.2.1 電壓增益
4.2.2 電壓應力
4.2.3 電流應力
4.2.4 軟開關特性
4.3 電路參數(shù)設計
4.3.1 器件選型
4.3.2 磁性元件設計
4.3.3 損耗分析
4.4 仿真與實驗驗證
4.4.1 仿真驗證
4.4.2 實驗驗證
5 集成雙輸出Buck-Flyback變換器
5.1 電路工作原理
5.1.1 集成雙輸出Buck-Flyback變換器特點
5.1.2 集成雙輸出Buck-Flyback變換器工作過程
5.2 特性分析
5.2.1 電壓增益
5.2.2 電壓應力
5.2.3 電流應力
5.2.4 軟開關特性
5.3 電路參數(shù)設計
5.3.1 器件選型
5.3.2 磁性元件設計
5.3.3 損耗分析
5.4 仿真及實驗驗證
5.4.1 仿真驗證
5.4.2 實驗驗證
6 總結與展望
6.1 總結
6.2 展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間所發(fā)表的論文
【參考文獻】:
期刊論文
[1]DCM模式下交錯并聯(lián)磁集成雙向DC/DC變換器的穩(wěn)態(tài)性能分析[J]. 楊玉崗,鄒雨霏,代少杰,馬杰. 電工技術學報. 2015(11)
[2]半橋式三端口變換器建模與解耦控制[J]. 張君君,吳紅飛,曹鋒,朱勵歷,邢巖. 中國電機工程學報. 2015(03)
[3]應用于儲能系統(tǒng)的雙向DC-DC變換器研究[J]. 王冕,田野,李鐵民,陳國柱. 電工技術學報. 2013(08)
[4]大規(guī)模儲能技術在電力系統(tǒng)中的應用前景分析[J]. 國家電網(wǎng)公司"電網(wǎng)新技術前景研究"項目咨詢組,王松岑,來小康,程時杰. 電力系統(tǒng)自動化. 2013(01)
[5]太陽能光伏/市電聯(lián)合供電系統(tǒng)[J]. 王偉,吳犇,金科,阮新波. 電工技術學報. 2012(10)
[6]一種適用于寬輸入電壓范圍的三端口變換器[J]. 陳潤若,吳紅飛,邢巖. 中國電機工程學報. 2012(27)
[7]電化學超級電容器建模研究現(xiàn)狀與展望[J]. 趙洋,梁海泉,張逸成. 電工技術學報. 2012(03)
[8]副邊調(diào)整式三端口半橋DC-DC變換器[J]. 吳紅飛,邢巖,胡海兵,張君君,丁順,陳潤若. 中國電機工程學報. 2011(30)
[9]基于雙輸入/雙輸出變換器的三端口變換器拓撲[J]. 吳紅飛,夏炎冰,邢巖. 中國電機工程學報. 2011(27)
[10]一種新的多輸入全橋變換器[J]. 楊東升,阮新波,李艷,劉福鑫. 電工技術學報. 2011(08)
碩士論文
[1]電流型全橋與諧振全橋集成三端口變換器研究[D]. 姚帥.燕山大學 2013
本文編號:3536394
【文章來源】:浙江大學浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:96 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
致謝
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 引言
1.2 多端口DC/DC變換器研究
1.2.1 并聯(lián)的傳統(tǒng)多端口DC/DC變換器
1.2.2 多繞組DC/DC變換器
1.2.3 單電感多輸出DC/DC變換器
1.3 本文的研究意義和主要內(nèi)容
1.3.1 研究意義
1.3.2 主要內(nèi)容
2 開關管復用多端口DC/DC變換器拓撲衍生方法
2.1 基于非隔離模塊的非隔離開關管復用多端口DC/DC變換器拓撲衍生
2.2 拓撲衍生方法推廣
2.2.1 基于隔離模塊的隔離開關管復用多端口DC/DC變換器拓撲衍生
2.2.2 混合開關管復用多端口DC/DC變換器拓撲衍生
3 集成雙輸出Buck變換器
3.1 電路工作原理
3.1.1 集成雙輸出Buck變換器特點
3.1.2 集成雙輸出Buck交換器工作過程
3.2 特性分析
3.2.1 電壓增益
3.2.2 電壓應力
3.2.3 電流應力
3.2.4 軟開關特性
3.3 小信號模型
3.4 電路參數(shù)設計
3.4.1 器件選型
3.4.2 磁性元件設計
3.4.3 損耗分析
3.4.4 采樣電路設計
3.5 仿真及實驗驗證
3.5.1 仿真驗證
3.5.2 實驗驗證
4 集成雙輸出Flyback變換器
4.1 電路工作原理
4.1.1 集成雙輸出Flyback變換器特點
4.1.2 集成雙輸出Flyback變換器工作過程
4.2 特性分析
4.2.1 電壓增益
4.2.2 電壓應力
4.2.3 電流應力
4.2.4 軟開關特性
4.3 電路參數(shù)設計
4.3.1 器件選型
4.3.2 磁性元件設計
4.3.3 損耗分析
4.4 仿真與實驗驗證
4.4.1 仿真驗證
4.4.2 實驗驗證
5 集成雙輸出Buck-Flyback變換器
5.1 電路工作原理
5.1.1 集成雙輸出Buck-Flyback變換器特點
5.1.2 集成雙輸出Buck-Flyback變換器工作過程
5.2 特性分析
5.2.1 電壓增益
5.2.2 電壓應力
5.2.3 電流應力
5.2.4 軟開關特性
5.3 電路參數(shù)設計
5.3.1 器件選型
5.3.2 磁性元件設計
5.3.3 損耗分析
5.4 仿真及實驗驗證
5.4.1 仿真驗證
5.4.2 實驗驗證
6 總結與展望
6.1 總結
6.2 展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間所發(fā)表的論文
【參考文獻】:
期刊論文
[1]DCM模式下交錯并聯(lián)磁集成雙向DC/DC變換器的穩(wěn)態(tài)性能分析[J]. 楊玉崗,鄒雨霏,代少杰,馬杰. 電工技術學報. 2015(11)
[2]半橋式三端口變換器建模與解耦控制[J]. 張君君,吳紅飛,曹鋒,朱勵歷,邢巖. 中國電機工程學報. 2015(03)
[3]應用于儲能系統(tǒng)的雙向DC-DC變換器研究[J]. 王冕,田野,李鐵民,陳國柱. 電工技術學報. 2013(08)
[4]大規(guī)模儲能技術在電力系統(tǒng)中的應用前景分析[J]. 國家電網(wǎng)公司"電網(wǎng)新技術前景研究"項目咨詢組,王松岑,來小康,程時杰. 電力系統(tǒng)自動化. 2013(01)
[5]太陽能光伏/市電聯(lián)合供電系統(tǒng)[J]. 王偉,吳犇,金科,阮新波. 電工技術學報. 2012(10)
[6]一種適用于寬輸入電壓范圍的三端口變換器[J]. 陳潤若,吳紅飛,邢巖. 中國電機工程學報. 2012(27)
[7]電化學超級電容器建模研究現(xiàn)狀與展望[J]. 趙洋,梁海泉,張逸成. 電工技術學報. 2012(03)
[8]副邊調(diào)整式三端口半橋DC-DC變換器[J]. 吳紅飛,邢巖,胡海兵,張君君,丁順,陳潤若. 中國電機工程學報. 2011(30)
[9]基于雙輸入/雙輸出變換器的三端口變換器拓撲[J]. 吳紅飛,夏炎冰,邢巖. 中國電機工程學報. 2011(27)
[10]一種新的多輸入全橋變換器[J]. 楊東升,阮新波,李艷,劉福鑫. 電工技術學報. 2011(08)
碩士論文
[1]電流型全橋與諧振全橋集成三端口變換器研究[D]. 姚帥.燕山大學 2013
本文編號:3536394
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