發(fā)布時間：2017-08-08 10:35

  本文關(guān)鍵詞：雙有源橋雙向DC-DC變換器的研究

  更多相關(guān)文章： 雙有源橋 雙向DC/DC變換器 零電壓開關(guān) 直流偏移 多模式控制

【摘要】：隨著經(jīng)濟和生產(chǎn)力的發(fā)展,煤、石油與天然氣等傳統(tǒng)能源的消耗與日劇增,高效清潔的光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電等新型能源發(fā)電技術(shù)逐步受到人們的重視。但是這些新能源受到自然條件的影響,具有不穩(wěn)定的特點,常常需要采用儲能裝置來平抑系統(tǒng)的波動。雙向DC-DC變換器主要應(yīng)用于太陽能電池陣列、不間斷電源系統(tǒng)、燃料電池電源系統(tǒng)、端口混合供電系統(tǒng)及直流功率放大器,它可以實現(xiàn)能量的雙向傳輸。本文的研究對象雙有源橋(dual active bridge,DAB)雙向DC-DC變換器就是一種應(yīng)用在大功率場合的雙向DC-DC變換器。它具有功率密度高、可以實現(xiàn)零電壓開關(guān)(zero-voltage switching,ZVS)、能雙向傳輸功率、效率高、結(jié)構(gòu)對稱且控制方法簡單等優(yōu)點。本文首先介紹了雙有源橋雙向DC-DC變換器的三種常用的控制方法(移相控制、單PWM加移相控制、雙PWM加移相控制),分別分析了它們的工作原理和工作特性。其次,針對移相控制下雙有源橋雙向DC-DC變換器會出現(xiàn)直流偏移的問題,具體分析了產(chǎn)生的原因,并提出一種死區(qū)時間補償策略來消除直流偏移。然后,由于傳統(tǒng)的移相控制在低載時會失去零電壓開關(guān)的能力,且環(huán)路電流較高,而雙PWM加移相控制適合在低載下運行,但是隨著負載增加,電感電流會陡增,其大小甚至?xí)^單PWM加移相控制的情況,因此提出一種多模式控制策略。在低載時采用雙PWM加移相控制,隨著負載的增加切換到單PWM加移相控制,若負載繼續(xù)增加,在移相角為π/2時自然切換到移相控制。另外將一種優(yōu)化PWM加移相控制的方法應(yīng)用到多模式控制策略中,可以在實現(xiàn)零電壓開關(guān)的同時減小電感電流有效值和峰值,從而提高變換器的效率。最后,在Matlab/Simulink軟件中搭建了仿真模型,對提出的兩種策略進行仿真。仿真結(jié)果表明死區(qū)時間補償策略可很好地解決直流偏移的問題,而多模式控制策略使雙有源橋雙向DC-DC變換器在全負載范圍內(nèi)實現(xiàn)零電壓開關(guān),并獲得更高的效率。
【關(guān)鍵詞】：雙有源橋 雙向DC/DC變換器 零電壓開關(guān) 直流偏移 多模式控制
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM46
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-17
• 1.1 背景及意義9-10
• 1.2 雙有源橋雙向DC-DC變換器10-13
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-15
• 1.4 研究內(nèi)容和意義15-17
• 1.4.1 研究的內(nèi)容15-16
• 1.4.2 研究的意義16-17
• 第二章 雙有源橋雙向DC-DC變換器的控制方法17-26
• 2.1 引言17
• 2.2 移相控制17-20
• 2.2.1 移相控制的工作原理17-18
• 2.2.2 移相控制的工作特性18-20
• 2.3 單PWM加移相控制20-23
• 2.3.1 單PWM加移相控制的工作原理20-21
• 2.3.2 單PWM加移相控制的工作特性21-23
• 2.4 雙PWM加移相控制23-25
• 2.4.1 雙PWM加移相控制的工作原理23-24
• 2.4.2 雙PWM加移相控制的工作特性24-25
• 2.5 本章小結(jié)25-26
• 第三章 移相控制下直流偏移的消除策略26-36
• 3.1 引言26
• 3.2 傳統(tǒng)移相控制下的直流偏移26-28
• 3.3 動態(tài)控制策略28-30
• 3.3.1 控制時序28
• 3.3.2 動態(tài)控制策略28-30
• 3.4 死區(qū)時間補償策略30-35
• 3.4.1 死區(qū)時間造成的誤差30-34
• 3.4.2 補償死區(qū)時間引起的開關(guān)角誤差34-35
• 3.5 本章小結(jié)35-36
• 第四章 雙有源橋雙向DC-DC變換器的多模式控制策略36-55
• 4.1 引言36
• 4.2 零電壓開關(guān)范圍36-47
• 4.2.1 移相控制的零電壓開關(guān)范圍36-38
• 4.2.2 單PWM加移相控制的零電壓開關(guān)范圍38-42
• 4.2.3 雙PWM加移相控制的零電壓開關(guān)范圍42-47
• 4.3 多模式控制策略47-54
• 4.3.1 幾種控制方法的比較47-49
• 4.3.2 工作模式的優(yōu)化49-53
• 4.3.3 多模式控制策略的實現(xiàn)53-54
• 4.4 本章小結(jié)54-55
• 第五章 電路參數(shù)設(shè)計與仿真研究55-67
• 5.1 引言55
• 5.2 主要參數(shù)設(shè)置55-59
• 5.2.1 變壓器參數(shù)55-56
• 5.2.2 電感設(shè)計56-59
• 5.2.3 其他參數(shù)設(shè)置59
• 5.3 仿真結(jié)果及分析59-66
• 5.3.1 死區(qū)時間補償策略的仿真分析59-62
• 5.3.2 多模式控制策略的仿真分析62-66
• 5.4 本章小結(jié)66-67
• 第六章 總結(jié)與展望67-69
• 6.1 全文總結(jié)67
• 6.2 研究展望67-69
• 參考文獻69-75
• 致謝75-76
• 攻讀碩士學(xué)位期間科研成果76

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1 孫向東,周炳,鐘彥儒,童建利;一種新穎的數(shù)字移相控制方法的研究[J];西安理工大學(xué)學(xué)報;2003年01期

2 羅全明;周雒維;杜雄;;移相控制雙Boost型DC-DC變換器[J];電源世界;2006年04期

3 蘇玉剛;王智慧;孫躍;唐春森;;非接觸供電移相控制系統(tǒng)建模研究[J];電工技術(shù)學(xué)報;2008年07期

4 楊芬;;基于移相控制單相變?nèi)噙B續(xù)可調(diào)原理研究[J];科技創(chuàng)新導(dǎo)報;2012年23期

5 張漢祥;孫中本;田丁;;電源相序?qū)θ嗑чl管移相控制器工作狀態(tài)的影響[J];電氣傳動;1991年04期

6 黃文劍,張s，

本文編號：639569