近年來,隨著煤炭、石油等化石能源危機的加劇,風(fēng)能、太陽能等清潔能源逐漸受到人們的青睞。清潔能源的開發(fā)與利用不僅優(yōu)化了能源供應(yīng)結(jié)構(gòu),還促進了電力電子技術(shù)的發(fā)展。雙向DC-DC變換器是電力電子技術(shù)的重要組成部分,能夠根據(jù)實際需要改變功率傳輸方向,功能上相當(dāng)于兩個單向DC-DC變換器,故在電能質(zhì)量調(diào)節(jié)、新能源的發(fā)電等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。但是傳統(tǒng)雙向DC-DC變換器所具有的升壓能力小、功率開關(guān)損耗大、效率低等缺點嚴(yán)重限制其實際應(yīng)用范圍。為了滿足工業(yè)發(fā)展需求,需要對雙向DC-DC變換器進行深入研究。針對傳統(tǒng)雙向DC-DC變換器的不足,本文提出將改進型quasi-Z源應(yīng)用到雙向DC-DC變換器。首先,分析其正反方向工作原理并推導(dǎo)出其輸入輸出電壓關(guān)系式,與傳統(tǒng)DC-DC變換器進行升壓能力、電容電壓應(yīng)力的比較;其次,進行電感、電容、功率開關(guān)IGBT等元器件的參數(shù)設(shè)計,并且介紹了 PWM控制技術(shù);然后,通過Matlab仿真與樣機實驗驗證了理論分析的正確性;最后,將本文研究的改進型雙向quasi-Z源DC-DC變換器應(yīng)用到井下蓄電池機車不間斷供電系統(tǒng)中,分析了其具體工作過程,體現(xiàn)了其在工業(yè)中的應(yīng)用價值... 

【文章來源】：山東科技大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１二端口??Ｆｉｇ．?１．１?Ｔｗｏ－ｐｏｒｔｓ??

與非隔離型。非隔離型主要有：Ｂｕｃｋ、Ｂｏｏｓｔ、Ｂｕｃｋ－Ｂｏｏｓｔ、Ｃｕｋ、Ｓｅｐｉｃ、Ｚｅｔａ??型變換器。本節(jié)主要對Ｂｕｃｋ、Ｂｏｏｓｔ、Ｂｕｃｋ－Ｂｏｏｓｔ、Ｃｕｋ型變換器工作原理進行??簡單的分析，其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖２．１所示。??＿＿?＿：?＿＿ｒｍ?Ｔ?Ｍ?，??Ｗ?］?＇?Ｊ?＾?＾??（ａ）?Ｂｕｃｋ型變換器?Ｉ?（ｂ）?Ｂｏｏｓｔ型變換器??—Ｔ—廣；一??ｕｔ６?＾?１?＾?，十?Ｑ＂。??５?ｃｆ?｜?Ｃｆ?Ｒ（??（ｃ）?Ｂｕｃｋ－Ｂｏｏｓｔ喈變換器?！?（ｄ）?Ｃｕｋ印變換器??圖２．丨傳統(tǒng)單向ＤＣ－ＤＣ變換器電路拓?fù)??Ｆｉｇ．?２．１?Ｃｉｒｃｕｉｔ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ?ｕｎｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ?ＤＣ－ＤＣ?ｃｏｎｖｅｒｔｅｒｓ??由圖２．１可知，ＤＣ－ＤＣ變換器主要由以下六部分構(gòu)成：直流電源ｆ／ｉ、電容??Ｃｆ、電感Ｌ、負(fù)載辦、二極管Ａ、開關(guān)管２。簡單分析以上變換器工作過程如??下。??Ｂｕｃｋ型ＤＣ－ＤＣ變換器：當(dāng)開關(guān)Ｃ？導(dǎo)通時，電源Ｍ給負(fù)載／？？■供電的同時，??也給電感Ｌ和電容Ｃｆ充電；當(dāng)開關(guān)０關(guān)斷時，電感Ｌ向電容Ｃｆ和負(fù)載／？（■供電。??Ｂｏｏｓｔ型ＤＣ－ＤＣ變換器：當(dāng)開關(guān)０導(dǎo)通時，電源（７丨向電感Ｌ供電，二極管??Ａ反向截止，負(fù)載由電容Ｃｆ供電；當(dāng)開關(guān)管２關(guān)斷時，電源Ｃ／ｉ與電感Ｌ通??過二極管Ａ給電容Ｃｆ充電并給負(fù)載／？ｆ提供電能。??Ｂｕｃｋ－Ｂｏｏｓｔ型ＤＣ－ＤＣ變換器：其是由Ｂｕｃｋ型和Ｂｏｏｓｔ型共Ｎ構(gòu)成。當(dāng)功??率開關(guān)Ｃ？導(dǎo)通時

且允許開路或短路；負(fù)載可以是電容性或電感性。但是Ｚ源網(wǎng)絡(luò)中二極管??的存在只能使電感電流從正極流向負(fù)極，不能實現(xiàn)雙向流動。如果把二極管換??成雙向?qū)ǎ停希樱疲牛曰颍桑牵拢�，如圖２．４所示，不僅可以使電感兩端的電流正??反方向流動［３６］，還可以在主開關(guān)＆導(dǎo)通前抽走寄生電容多出的電荷，從而使幵??關(guān)漏極與源極之間不存在電壓，實現(xiàn)主開關(guān)＆的零電壓開通，此外，又因全控??開關(guān)ＭＯＳＦＥＴ或丨ＧＢＴ的通態(tài)電阻很小，所以能夠減小導(dǎo)通損耗，進而提高了??工作效率。??Ｉ?１??Ｉ?Ｚ源??ｕ?＿＿！?Ｕ??ｉ?ｉ??圖２．４?Ｚ源變換器的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)??Ｆｉｇ．?２．４?Ｃｉｒｃｕｉｔ?ｔｏｐｏｌｏｇｙ?ｏｆ?Ｚ－ｓｏｕｒｃｅ?ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ??工作原理：在一個開關(guān)周期ｒ內(nèi)，主開關(guān)以的導(dǎo)通占空比ｄ，則其導(dǎo)通時??間為／＝Ｄｒ，開關(guān)以、込控制信號采用互補的ＰＷＭ驅(qū)動信號。有兩種工作模??式：當(dāng)０導(dǎo)通，＆關(guān)斷時，電源ａ與Ｚ源網(wǎng)絡(luò)斷開，電容Ｇ、Ｃ２給電感心、??乙２充電，電容Ｃ３給負(fù)載沿供電；當(dāng)０關(guān)斷，０２導(dǎo)通時，電源ｆ／ｉ與Ｚ源網(wǎng)絡(luò)??相連

【參考文獻】：
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碩士論文
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本文編號：3274305