發(fā)布時間：2021-03-08 16:39

　　可再生能源發(fā)電規(guī)模日益擴大,因此應用于可再生能源發(fā)電系統(tǒng)中的電力電子變換器成為了研究熱點。本文以應用于光伏和燃料電池發(fā)電系統(tǒng)中的DC/DC變換器為研究背景,對國內外幾種常用的DC/DC變換器的優(yōu)缺點及其適用范圍進行了分析與比較,針對寬范圍輸入、低電流紋波、高升壓比和高效率等需求提出了一種Boost-LLC兩級式DC/DC變換器。交錯并聯Boost作為前級可以有效地降低輸入電流紋波,且能在輸入電壓發(fā)生變化時通過調整占空比來穩(wěn)定輸出電壓。文中對交錯Boost的工作原理進行了深入分析,得出了并聯相數及電感取值對輸入電流紋波的表達式,并用狀態(tài)空間平均法進行了小信號建模,基于對效率及元器件電壓應力的考慮,對前級的升壓比進行了限制。后級的LLC諧振變換器處于開環(huán)定頻的工作狀態(tài),其作用相當于直流變壓器,即負載變化時,升壓比基本保持恒定。文中分析了LLC的工作原理,采用基波分析法得到了諧振網絡的直流增益表達式,基于軟開關的考慮選取了感性工作區(qū)間。為提高效率同時簡化控制方案,確定了開環(huán)定頻的工作模式,并建立了該模式下LLC諧振變換器的小信號模型。根據設計指標要求及理論分析結果進行了主電路參數設計,其中包... 

【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】：67 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

光伏電池與燃料電池的電壓/電流曲線

如圖1-2 所示，前級是可以在寬輸入電壓范圍內工作，具有高升壓比的 DC/DC 變換器，其作用是將不穩(wěn)定的直流電變換為穩(wěn)定的直流電壓提供給后級或直接為直流負載供電。第二級通常為逆變器，其作用是將電能輸入電網或者為交流負載供電。另外，由于發(fā)電系統(tǒng)的響應時間比較長，因此光伏陣列與燃料電池除了為負載供電外，會用多余的電能給蓄電池或超級電容充電，以便當負載加大時，可以通過雙向 DC/DC 變換器為負載提供電能。同樣地，當負載減小時，蓄電池或超級電容可以吸收多余的電能。圖 1-2 兩級式可再生能源發(fā)電系統(tǒng)[8]無論是在燃料電池還是在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，考慮到發(fā)電效率及使用壽命等因素，需要對電池的輸出電流的紋波進行限制[9]，這對圖 1-2 中的高升壓比 DC/DC變換器提出了新的要求。本文將以應用于光伏與燃料電池發(fā)電系統(tǒng)中的 DC/DC 變換器為研究背景，并在下節(jié)對其研究現狀展開深入分析。1.2 低紋波高升壓比 DC/DC 變換器的研究現狀根據前文分析可知，應用于光伏及燃料電池發(fā)電系統(tǒng)中的 DC/DC 變換器需要滿足的條件包括：可以在寬輸入電壓范圍內工作；具有高升壓比；可以有效地降低輸入電流紋波。另外

第 1 章 緒 論錯并聯 Boost 變換器[10]。其特點是由兩相平均分擔輸入電流，兩個電感取值相同，且每相中的開關管驅動信號相位相差 180°，所以疊加后的輸入電流紋波幅值減小且頻率加倍。若在此基礎上增加并聯相數或增加每相開關管的個數，可以進一步減小輸入電流紋波。該方法發(fā)展至今已經成為一種主流，成為大功率 Boost 的首選拓撲。


本文編號：3071333