當今，中大規(guī)模的電力儲能在諸多領(lǐng)域的應用越來越廣泛，在多種不同的儲能技術(shù)中，超級電容器因在規(guī)模儲能領(lǐng)域中具有功率密度大、充放電速度快、可靠性高、維護成本低和環(huán)保無污染等突出優(yōu)勢而有著重要的地位。在基于超級電容器為儲能單元的DC/DC變換器中，一般具有較高的系統(tǒng)功率容量和安全隔離等要求，而全橋拓撲結(jié)構(gòu)又大量應用在中大功率DC/DC變換器中，本課題就是在以超級電容器為一類典型的容性負載條件下對移相全橋零電壓軟開關(guān)（ZVS）變換器展開研究。對于作為容性負載的超級電容器，本文分析其基本原理和特性，并研究超級電容單體組合的均壓問題，從多個角度對超級電容器負載網(wǎng)絡(luò)模型進行構(gòu)造分析。在建立的負載模型基礎(chǔ)上，詳細分析容性負載基本移相全橋ZVS變換器工作模態(tài)及所存在的問題，針對副邊占空比丟失問題和更寬負載范圍實現(xiàn)ZVS的要求，本文提出一種原邊帶耦合電感的移相全橋ZVS變換器優(yōu)化設(shè)計方案并詳細分析其工作原理，為避免副邊整流管的寄生振蕩，本文對副邊有源箝位電路進行分析。在對所采用的移相全橋ZVS變換器進行相關(guān)參數(shù)設(shè)計后，本文采用平均開關(guān)模型法建立基于容性負載移相全橋變換器的小信號分析模型，按照超級電容器的充... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景和意義
    1.2 超級電容器的研究及應用綜述
        1.2.1 超級電容器的發(fā)展歷史及研究現(xiàn)狀
        1.2.2 基于超級電容儲能的應用綜述
    1.3 全橋軟開關(guān) DC/DC 變換器概述
        1.3.1 基本全橋 DC/DC 變換器結(jié)構(gòu)及控制方式
        1.3.2 移相全橋軟開關(guān) DC/DC 變換器研究現(xiàn)狀
    1.4 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 容性負載基本移相全橋 ZVS 變換器分析
    2.1 超級電容器概述及相關(guān)問題研究
        2.1.1 超級電容器的基本原理和特點
        2.1.2 超級電容模塊均壓問題研究及充電策略
    2.2 以超級電容器為容性負載網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)造分析
        2.2.1 基于超級電容的容性負載網(wǎng)絡(luò)模型構(gòu)造
        2.2.2 超級電容負載模型參數(shù)的辨識
        2.2.3 本文所用超級電容器的選取
    2.3 基本移相全橋 ZVS 變換器分析
        2.3.1 移相全橋 ZVS 變換器的基本原理
        2.3.2 容性負載下移相全橋 ZVS 變換器的問題分析
    2.4 本章小結(jié)
第3章 針對容性負載網(wǎng)絡(luò)的拓撲優(yōu)化和參數(shù)設(shè)計
    3.1 針對容性負載網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化拓撲的提出
    3.2 原邊帶耦合電感的移相全橋 ZVS 變換器分析
    3.3 變換器副邊有源箝位電路分析
    3.4 移相全橋 ZVS 變換器關(guān)鍵參數(shù)設(shè)計
        3.4.1 基本移相全橋 ZVS 變換器主要的參數(shù)設(shè)計
        3.4.2 優(yōu)化拓撲結(jié)構(gòu)的變換器相關(guān)參數(shù)的設(shè)計
    3.5 本章小結(jié)
第4章 容性負載移相全橋變換器控制系統(tǒng)設(shè)計
    4.1 容性負載移相全橋 ZVS 變換器系統(tǒng)建模
    4.2 移相全橋變換器連續(xù)域控制器的設(shè)計
        4.2.1 系統(tǒng)相關(guān)輸入與輸出變量的傳遞函數(shù)
        4.2.2 系統(tǒng)連續(xù)域閉環(huán)補償調(diào)節(jié)器的設(shè)計
    4.3 基于 DSP 處理器的數(shù)字控制系統(tǒng)實現(xiàn)
        4.3.1 針對移相全橋變換器數(shù)字控制器設(shè)計
        4.3.2 實現(xiàn)系統(tǒng)控制策略的軟件部分設(shè)計
    4.4 本章小結(jié)
第5章 系統(tǒng)仿真及硬件平臺實驗結(jié)果分析
    5.1 容性負載移相全橋 ZVS 變換器系統(tǒng)仿真
    5.2 變換器關(guān)鍵硬件電路設(shè)計
        5.2.1 隔離驅(qū)動電路的設(shè)計
        5.2.2 電壓電流采樣電路設(shè)計
        5.2.3 副邊有源箝位驅(qū)動電路
    5.3 移相全橋變換器樣機及實驗平臺
    5.4 系統(tǒng)實驗結(jié)果分析
        5.4.1 基本移相全橋變換器實驗分析
        5.4.2 優(yōu)化設(shè)計的移相全橋變換器實驗分析
        5.4.3 效率測試分析
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]平均電流控制型移相全橋DC-DC變換器輸出阻抗及控制環(huán)路優(yōu)化設(shè)計[J]. 陳軼涵,韋徵,龔春英.  電工技術(shù)學報. 2013(04)
[2]考慮寄生參數(shù)的移相全橋變換器恒壓恒流自切換控制[J]. 肖文勛,戴鈺,張波,丘東元.  電源學報. 2012(06)
[3]基于開關(guān)等效模型的全橋ZVS PWM DC-DC變換器的小信號建模[J]. 孫鐵成,湯平華,張學廣.  電源世界. 2007(10)

博士論文
[1]高能量密度超級電容器的電極材料研究[D]. 翟登云.清華大學 2011
[2]超級電容器直流儲能系統(tǒng)分析與控制技術(shù)的研究[D]. 張慧妍.中國科學院研究生院（電工研究所） 2006

碩士論文
[1]滯后臂并聯(lián)輔助電路移相全橋ZVS變換器的研究[D]. 史良辰.南京航空航天大學 2013
[2]大功率移相全橋變換器若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 周玉飛.浙江大學 2007



本文編號：2940723