本文關鍵詞：軟開關推挽正激變換器及其并聯(lián)均衡策略研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：推挽正激變換器具有降低功率管電壓尖峰、提高磁芯利用率等優(yōu)點,在低壓大電流場合得到廣泛應用。但傳統(tǒng)推挽正激變換器工作在硬開關模式下,仍存在功率管關斷電壓尖峰無法消除,電磁干擾嚴重等問題。在大功率場合中,采用多模塊并聯(lián)方法能有效降低單體變換器容量,提高系統(tǒng)可靠性。但若模塊間參數(shù)不一致,易導致各模塊承擔功率不均,變換器易損壞。針對上述問題,本文在推挽正激變換器拓撲結構改進、并聯(lián)均衡策略優(yōu)化等方面進行了研究。為了克服傳統(tǒng)推挽正激變換器存在的問題,提出一種新型零電壓開關(ZVS)推挽正激變換器拓撲。通過研究推挽正激變換器工作模態(tài),深入分析功率管關斷電壓尖峰產(chǎn)生過程,確定了引起功率管關斷電壓尖峰過高的原因。在此基礎上,提出新型零電壓開關(ZVS)推挽正激變換器拓撲,分析其工作模態(tài),推導出實現(xiàn)零電壓開關(ZVS)的條件。搭建SABER仿真電路,進行初步仿真驗證。仿真結果表明,該新型拓撲能夠實現(xiàn)零電壓開關,消除了功率管關斷電壓尖峰以及開通電流尖峰,提高了升壓能力,降低了輸入電流脈動。采用新型ZVS推挽正激變換器拓撲并聯(lián)運行實現(xiàn)大功率直流電能輸出,為保證多單體并聯(lián)輸出能量均衡,提出了電池SOC均衡與變換器并聯(lián)均流的混合控制策略。通過對新型ZVS推挽正激變換器拓撲進行小信號建模,求出控制對象的傳遞函數(shù),并根據(jù)系統(tǒng)穩(wěn)定性條件,設計均衡控制器。仿真結果驗證了能量均衡控制策略的可行性以及均衡控制器設計的正確性。為了驗證所提出的新型ZVS推挽正激變換器拓撲的優(yōu)點及其并聯(lián)均衡策略的有效性,建立了新型推挽正激變換器拓撲并聯(lián)系統(tǒng)硬件測試平臺。實驗結果表明,新型ZVS推挽正激實現(xiàn)了零電壓開關,消除了功率管關斷電壓尖峰,減少電磁干擾,提高了升壓能力以及轉換效率。多單體新型推挽正激變換器拓撲并聯(lián)時,均流策略的引入,保證了系統(tǒng)輸出電壓精度及系統(tǒng)對均流精度及動態(tài)響應的要求。
【關鍵詞】：DC-DC變換器 推挽正激 零電壓開關 能量均衡 均流
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM46
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第1章 緒論10-19
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義10-11
• 1.2 DC-DC變換器拓撲的研究現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 傳統(tǒng)DC-DC變換器拓撲11-13
• 1.2.2 軟開關技術在DC-DC變換器中的發(fā)展13-15
• 1.3 DC-DC變換器并聯(lián)均流技術研究現(xiàn)狀15-17
• 1.4 本文的主要研究內(nèi)容17-19
• 第2章 新型ZVS推挽正激變換器拓撲研究19-38
• 2.1 傳統(tǒng)推挽正激變換器分析19-25
• 2.1.1 傳統(tǒng)推挽正激變換器工作模態(tài)分析20-23
• 2.1.2 傳統(tǒng)推挽正激變換器環(huán)流分析23-24
• 2.1.3 主要參數(shù)對變換器的影響24-25
• 2.1.4 傳統(tǒng)推挽正激變換器存在的問題25
• 2.2 新型ZVS推挽正激變換器拓撲研究25-31
• 2.2.1 新型推挽正激變換器工作模態(tài)分析25-30
• 2.2.2 零電壓開關實現(xiàn)條件分析30-31
• 2.2.3 占空比丟失問題分析31
• 2.3 功率器件應力及諧振參數(shù)計算31-32
• 2.3.1 功率器件電壓電流應力31
• 2.3.2 諧振網(wǎng)絡參數(shù)計算31-32
• 2.4 新型ZVS推挽正激變換器仿真分析32-37
• 2.4.1 傳統(tǒng)拓撲與新型拓撲仿真對比分析33-35
• 2.4.2 新型推拓撲在不同參數(shù)下仿真分析35-37
• 2.5 本章小結37-38
• 第3章 多單體并聯(lián)能量均衡控制研究38-55
• 3.1 電池儲能系統(tǒng)構架38-39
• 3.2 蓄電池荷電狀態(tài)(SOC)估算39-44
• 3.2.1 蓄電池電動勢E的估算39-42
• 3.2.2 蓄電池電動勢E與SOC對應關系提取42-44
• 3.3 能量均衡控制策略44-51
• 3.3.1 新型ZVS推挽正激小信號建模45-47
• 3.3.2 蓄電池SOC均衡控制器設計47-49
• 3.3.3 均流控制器設計49-51
• 3.4 仿真結果分析51-54
• 3.4.1 兩單體并聯(lián)輸出電流均衡仿真分析52-53
• 3.4.2 能量均衡混合控制仿真分析53-54
• 3.5 本章小結54-55
• 第4章 多單體并聯(lián)系統(tǒng)設計55-68
• 4.1 系統(tǒng)的整體硬件構架55-56
• 4.2 新型ZVS推挽正激主電路設計56-61
• 4.2.1 高頻變壓器設計56-58
• 4.2.2 輸入輸出濾波器參數(shù)計算58-59
• 4.2.3 箝位電容的計算59
• 4.2.4 開關器件的選取59-60
• 4.2.5 諧振網(wǎng)絡參數(shù)的選取60-61
• 4.3 驅動與采樣控制電路設計61-64
• 4.3.1 隔離驅動電路設計61
• 4.3.2 電壓電流采樣與調理電路設計61-63
• 4.3.3 輸入過流保護電路設計63-64
• 4.3.4 輔助電源設計64
• 4.4 系統(tǒng)軟件設計64-67
• 4.4.1 DSP資源配置64-65
• 4.4.2 數(shù)字PI算法及實現(xiàn)65
• 4.4.3 DSP程序流程圖65-67
• 4.5 本章小結67-68
• 第5章 并聯(lián)系統(tǒng)實驗研究68-79
• 5.1 單體 500W新型ZVS推挽正激變換器實驗結果68-75
• 5.1.1 變換器的調試條件68
• 5.1.2 傳統(tǒng)推挽正激與新型推挽正激實驗結果對比分析68-71
• 5.1.3 新型推挽正激不同參數(shù)實驗結果分析71-75
• 5.2 兩子模塊并聯(lián)均流實驗驗證75-78
• 5.2.1 并聯(lián)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)均流效果分析75-76
• 5.2.2 并聯(lián)系統(tǒng)暫態(tài)均流效果分析76-78
• 5.3 本章小結78-79
• 結論79-80
• 參考文獻80-84
• 附錄84-85
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文及其它成果85-87
• 致謝87

  本文關鍵詞：軟開關推挽正激變換器及其并聯(lián)均衡策略研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：428088