【摘要】：隨著環(huán)境問題與能源問題的突出,光伏發(fā)電、電動(dòng)汽車等新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展迅速,高增益的DC/DC變換器對(duì)于產(chǎn)業(yè)發(fā)展來說具有非常重要的意義。近幾年國(guó)內(nèi)外學(xué)者采用級(jí)聯(lián)、組合、帶隔離變壓器等方式,實(shí)現(xiàn)了高增益的目的,但隨著電壓增益的提高,電路的復(fù)雜程度相對(duì)增加,電路中的磁性元器件的數(shù)量也會(huì)增加,采用磁集成技術(shù)將磁性元器件集成,可以有效減小磁性元器件中的電流紋波。但不同磁芯結(jié)構(gòu)在磁通分布、邊緣磁通、工作溫升方面的特性也不同,而且采用不同的集成和耦合方式在材料利用率、損耗、散熱和效率也存在很大的區(qū)別�；谏鲜銮闆r,本文以組合式Zeta變換器為研究的對(duì)象,進(jìn)行電感耦合情況的模態(tài)分析、在分析傳統(tǒng)磁性器件性能的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出符合電路要求的集成磁件,并通過仿真和實(shí)驗(yàn)證明了磁件設(shè)計(jì)的正確性和可行性。本文首先,對(duì)組合式Zeta變換器電感耦合情況進(jìn)行了模態(tài)分析,共三種形式,即三電感均不耦合、兩個(gè)儲(chǔ)能電感耦合、三個(gè)電感均耦合情況。之后,進(jìn)行了兩電感集成三電感耦合磁性器件的設(shè)計(jì),分別設(shè)計(jì)了“EE”型磁芯和“田”字型陣列磁芯兩種方案,并進(jìn)行了原理分析與Ansys Maxwell有限元仿真軟件的仿真。之后,進(jìn)行了三電感集成三電感耦合的磁性器件的設(shè)計(jì),根據(jù)三電感耦合之間的特定關(guān)系,在傳統(tǒng)磁件的基礎(chǔ)上,提出了一種全新的集成磁件——“CO”型集成磁件,進(jìn)行了原理分析與Ansys Maxwell有限元仿真軟件進(jìn)行仿真。最后,通過PSIM仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的方式,對(duì)理論進(jìn)行了系統(tǒng)的論證。通過模態(tài)分析,分析了兩種不同耦合方式耦合之后電感紋波的變化和耦合系數(shù)的關(guān)系,從而設(shè)計(jì)出不同方式下的最佳的電感耦合系數(shù)。在三電感集成兩電感耦合情況下,證明了“EE”型磁芯和“田”字型陣列磁芯的原理正確性并進(jìn)行了對(duì)比。在三電感集成三電感耦合情況下,對(duì)“CO”型集成磁件進(jìn)行了系統(tǒng)的論述,然后從磁路和電路結(jié)構(gòu)出發(fā),給出了三個(gè)電感和互感的設(shè)計(jì)方式。最后通過仿真與實(shí)驗(yàn),對(duì)不同集成方式的電感紋波仿真分析,通過制作磁件,實(shí)驗(yàn)中采集波形,證明了電路分析與磁件設(shè)計(jì)的正確性。
【圖文】：

遼寧工程技術(shù)大學(xué)碩士學(xué)位論文究背景及研究意義、石油等能源被長(zhǎng)期不間斷的開采和使用，非再生性能源不可們不得不開始對(duì)風(fēng)能、水能、核能以及太陽能給予更多得關(guān)注污染、覆蓋范圍大，能源取之不盡用之不竭，太陽能技術(shù)得到元件效率提高、轉(zhuǎn)換技術(shù)日趨成熟，越來越多的國(guó)家已經(jīng)開始。

耗以及電源輸出紋波，提高開關(guān)變換器的整體性能。清華大學(xué)蔡宣三教授在 1993 年正式引入了磁集成的概念，詳細(xì)的介紹了磁性元件的對(duì)偶變換建模方法以及一些刺激策劃那個(gè)變換器的工作原理[15-18]。90 年代末，磁集成技術(shù)得以具體研究，南京航空航天大學(xué)航空電源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、福州大學(xué)磁學(xué)所、臺(tái)達(dá)上海電力電子研發(fā)中心都在極力的研發(fā)相關(guān)磁集成研究，并取得了重大成果。磁集成技術(shù)的發(fā)展研究與應(yīng)用越來越多樣化和系統(tǒng)化。傳統(tǒng) Zeta 變換器是一種具有升降壓功能的基本 DC-DC 變換器，和 Buck-Boost、SepicCuk 等電路結(jié)構(gòu)類似，具有輸出紋波小、輸出電流連續(xù)、可升降壓、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)；由于其具有的這些優(yōu)點(diǎn)使其在光伏發(fā)電、電源設(shè)計(jì)功率因數(shù)校正(PFC)等裝置中逐漸得到了一些應(yīng)用[19-22]。本文所研究的組合 Zeta 變換器是在傳統(tǒng)的 Zeta 變換器的基礎(chǔ)上提出組合式 Zeta 變換器。組合式 Zeta 變換器由兩個(gè)傳統(tǒng) Zeta 變換器組合而成，分為 Zeta-I 和 Zeta-II 兩部分。每個(gè)部分都由一個(gè)輸入電源，，一個(gè)開關(guān)管，兩個(gè)電感，兩個(gè)電容，一個(gè)二極管和輸出負(fù)載構(gòu)成，相比于傳統(tǒng) Zeta 變換器，組合式變換器可以有效的提高電壓增益，減小變換器體積提高效率。
【學(xué)位授予單位】：遼寧工程技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TM46

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2591435