發(fā)布時(shí)間：2022-01-13 22:32

　　目前雙向直流變換器廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域,但存在一些問題,如電壓源型雙有源橋（voltage fed DAB）在高壓側(cè)與低壓側(cè)電壓比變化較大的的情況下難以使電感電流斜率在功率傳輸階段保持為0;電流源型雙向直流變換器在傳統(tǒng)控制方法下存在較大的磁芯損耗和環(huán)流損耗、較大的變壓器漏感峰值,難以在寬負(fù)載范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)。針對上述問題,本文就電流源型雙有源橋雙向直流變換器提出了雙PWM雙移相（DPDPS）的控制方法。在該控制方法下,漏感電流峰值能有效地減小,在功率傳輸階段的漏感環(huán)流可以有效地減小。這提高了變換器的效率和可靠性。在本文中,分析了變換器在DPDPS控制方法下的工作模態(tài),包括boost模式和buck模式。同時(shí)分析了對變換器的特性,如功率與移相角和占空比的關(guān)系;直流電感和漏感的電流應(yīng)力;MOS管的的電壓電流應(yīng)力;軟開關(guān)實(shí)現(xiàn)條件的分析。另外,討論了直流電感、漏感以及變壓器的設(shè)計(jì),鉗位電容及開關(guān)器件的選擇。實(shí)驗(yàn)樣機(jī)參數(shù)確定之后,對樣機(jī)做了損耗分析。最后對變換器進(jìn)行小信號(hào)建模并設(shè)計(jì)控制器,分析了漏感對動(dòng)態(tài)性能的影響,并作仿真分析。最后,搭建實(shí)驗(yàn)樣機(jī),對所提出方法的有效性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。 

【文章來源】：北京理工大學(xué)北京市 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景
        1.1.1 電動(dòng)汽車
        1.1.2 不間斷供電電源（UPS）
        1.1.3 直流分布式發(fā)電
    1.2 雙向直流變換器發(fā)展及研究現(xiàn)狀
        1.2.1 非隔離型雙向直流變換器
        1.2.2 隔離型雙向直流變換器
        1.2.3 雙有源橋式雙向直流變換器
    1.3 本文研究內(nèi)容及目的
第2章 DPDPS控制電流源型雙向DC-DC變換器工作原理
    2.1 主電路拓?fù)?br>    2.2 電流源型雙向DC-DC換器的傳統(tǒng)PWM加移相控制方法（PPS控制）
    2.3 DPDPS控制方法下的關(guān)鍵波形及工作模態(tài)
        2.3.1 DPDPS控制方法下boost模式的關(guān)鍵波形及模態(tài)分析
        2.3.2 DPDPS控制方法buck模式下的關(guān)鍵波形及模態(tài)分析
    2.4 本章小結(jié)
第3章 DPDPS控制電流源型雙向DC-DC變換器特性分析
    3.1 DPDPS控制電流源型雙向DC-DC變換器功率分析
    3.2 DPDPS控制電流源型雙向DC-DC變換器軟開關(guān)條件分析
        3.2.1 boost模式下軟開關(guān)條件分析
        3.2.2 buck模式下軟開關(guān)條件分析
    3.3 DPDPS控制電流源型雙向DC-DC變換器電流應(yīng)力分析
        3.3.1 變壓器漏感電流應(yīng)力分析
        3.3.2 直流側(cè)電感電流應(yīng)力分析
        3.3.3 低壓側(cè)下管電流應(yīng)力分析
        3.3.4 低壓側(cè)上管電流應(yīng)力分析
        3.3.5 高壓側(cè)MOS管電流應(yīng)力分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 DPDPS控制電流源型雙向DC-DC變換器主電路與控制器參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)
    4.1 電流源型雙向DC-DC變換器實(shí)驗(yàn)樣機(jī)電路參數(shù)設(shè)計(jì)
        4.1.1 鉗位電容電壓計(jì)算及電容選取
        4.1.2 漏感設(shè)計(jì)
        4.1.3 直流電感設(shè)計(jì)
        4.1.4 開關(guān)器件選型
        4.1.5 變壓器設(shè)計(jì)
    4.2 損耗分析
        4.2.1 變壓器磁芯及繞組損耗
        4.2.2 直流電感損耗分析
        4.2.3 交流電感損耗分析
        4.2.4 開關(guān)器件損耗分析
    4.3 控制器參數(shù)設(shè)計(jì)
        4.3.1 小信號(hào)建模
        4.3.2 控制器參數(shù)設(shè)計(jì)
        4.3.3 漏感對動(dòng)態(tài)性能的影響
    4.4 仿真驗(yàn)證
    4.5 本章小結(jié)
第5章 實(shí)驗(yàn)樣機(jī)設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
    5.1 實(shí)驗(yàn)樣機(jī)設(shè)計(jì)
        5.1.1 硬件電路設(shè)計(jì)
        5.1.2 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
        5.2.1 boost工作模式下實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
        5.2.2 buck工作模式下實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
        5.2.3 雙向功率流實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
        5.2.4 漏感變化實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
        5.2.5 效率分析
    5.3 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)和展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 工作展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于MMC雙向DC-DC變換器的超級(jí)電容儲(chǔ)能系統(tǒng)控制策略分析與設(shè)計(jì)[J]. 武偉,謝少軍,張曌,許津銘.  中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2014(27)
[2]應(yīng)用于儲(chǔ)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(shù)學(xué)報(bào). 2013(08)
[3]推挽電路中變壓器偏磁機(jī)理及抑制方法的研究[J]. 張偉,張東來,羅勇,盧柱強(qiáng).  電力電子技術(shù). 2006(05)

碩士論文
[1]基于超級(jí)電容的雙向DC/DC變換器研究[D]. 陳方.浙江大學(xué) 2012



本文編號(hào)：3587259