本文關(guān)鍵詞：寬電壓輸入范圍隔離變換器的研究

  更多相關(guān)文章： 寬電壓輸入范圍 變結(jié)構(gòu)橋式電路 電壓前饋 三角波發(fā)生電路 磁集成 耦合電感

【摘要】：寬電壓輸入范圍變換器廣泛應(yīng)用于可再生能源系統(tǒng)中,比如光伏系統(tǒng)、燃料電池與超級電容混合系統(tǒng),以及其他化學電池系統(tǒng)。本課題擬設(shè)計一種新型寬范圍隔離變換器,使輸入電壓的應(yīng)用范圍拓寬到8:1,并對其工作原理及控制方式進行了研究。本文詳細研究了寬電壓輸入變換器的工作特點,設(shè)計了一款變結(jié)構(gòu)橋式電路,將變結(jié)構(gòu)類變換器和雙變壓器類變換器的優(yōu)點集中到新型變結(jié)構(gòu)橋式變化器中。鑒于寬輸入電壓的特點,將該變換器的工作狀態(tài)劃分為3種模式以滿足在不同輸入電壓等級下的高效率工作。通過主功率拓撲進行小信號建�？芍�,當輸入電壓變化且變換器工作在相應(yīng)的工作模式時,主功率拓撲環(huán)路增益具有隨輸入電壓的升高等比變化的特性。由于主功率拓撲在不同工作模式下具有不同的傳遞函數(shù),為提高變換器的動態(tài)響應(yīng)、簡化控制環(huán)路的設(shè)計,本文將變換器的輸入電壓按照不同的工作模式分別以不同的比例引入至三角波發(fā)生器中,形成具有輸入電壓前饋的PWM控制方式。采用本文設(shè)計的三角波電路后,該變結(jié)構(gòu)橋式變換器在不同工作模式下的控制環(huán)路設(shè)計可等效為傳統(tǒng)的二階Buck變換器控制環(huán)路設(shè)計,補償環(huán)節(jié)設(shè)計簡單且動態(tài)響應(yīng)較高。為提高功率密度,本文采用磁集成技術(shù)將輸入濾波電感、輸出濾波電感和變壓器集成到同一磁芯中,使系統(tǒng)的體積和重量大大減小。其中變壓器與電感繞制時采用了適當?shù)慕怦罘绞?消除了變壓器與電感之間相互作用。與采用分立器件相比,系統(tǒng)的性能基本不變。通過仿真分析和實驗測試均驗證了變結(jié)構(gòu)橋式電路在寬范圍輸入電壓應(yīng)用中的可行性,在輸入電壓變化和負載突變時,系統(tǒng)均能穩(wěn)定工作,且性能良好。
【關(guān)鍵詞】：寬電壓輸入范圍 變結(jié)構(gòu)橋式電路 電壓前饋 三角波發(fā)生電路 磁集成 耦合電感
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM46
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-15
• 1.1 課題來源8
• 1.2 寬電壓范圍變換器的研究意義8-9
• 1.3 國內(nèi)外研究和應(yīng)用現(xiàn)狀9-14
• 1.3.1 寬電壓范圍變換器拓撲概述9-13
• 1.3.2 寬電壓范圍變換器應(yīng)用現(xiàn)狀13-14
• 1.4 論文主要研究內(nèi)容14-15
• 第2章 寬電壓范圍變換器拓撲結(jié)構(gòu)的研究15-26
• 2.1 引言15
• 2.2 寬電壓范圍變換器的技術(shù)指標15
• 2.3 寬電壓范圍變換器拓撲結(jié)構(gòu)15-19
• 2.3.1 常規(guī)寬范圍變換器拓撲分析16-17
• 2.3.2 雙變壓器寬范圍變換器拓撲分析17-18
• 2.3.3 變結(jié)構(gòu)寬范圍變換器拓撲分析18-19
• 2.4 變結(jié)構(gòu)橋式電路主拓撲分析與設(shè)計19-25
• 2.4.1 變結(jié)構(gòu)橋式電路主拓撲工作模式分析19-24
• 2.4.2 變結(jié)構(gòu)橋式電路磁性元件設(shè)計24-25
• 2.5 本章小結(jié)25-26
• 第3章 變結(jié)構(gòu)橋式電路建模及控制策略26-43
• 3.1 引言26
• 3.2 變結(jié)構(gòu)橋式電路的建模26-34
• 3.2.1 集成磁件模型26-31
• 3.2.2 變結(jié)構(gòu)橋式電路模型31-34
• 3.3 變結(jié)構(gòu)橋式電路控制策略34-42
• 3.3.1 控制方式的研究34-36
• 3.3.2 電壓前饋工作原理36-40
• 3.3.3 環(huán)路補償設(shè)計40-42
• 3.4 本章小結(jié)42-43
• 第4章 電路器件選型以及驅(qū)動環(huán)節(jié)設(shè)計43-51
• 4.1 引言43
• 4.2 非磁性器件的選型43-44
• 4.2.1 開關(guān)及二極管的選型43-44
• 4.2.2 隔直電容的設(shè)計44
• 4.3 磁性元件的設(shè)計44-47
• 4.3.1 變壓器設(shè)計44-46
• 4.3.2 輸出濾波器的設(shè)計46
• 4.3.3 輸入濾波器的設(shè)計46-47
• 4.4 開關(guān)管驅(qū)動信號的設(shè)計以及滯緩比較器的設(shè)計47-50
• 4.4.1 驅(qū)動電路的設(shè)計47-49
• 4.4.2 滯緩比較器的設(shè)計49-50
• 4.4 本章小結(jié)50-51
• 第5章 變結(jié)構(gòu)橋式電路實驗結(jié)果分析51-58
• 5.1 引言51
• 5.2 電壓前饋電路實驗51-52
• 5.3 變結(jié)構(gòu)橋式電路實驗52-57
• 5.3.1 仿真實驗52-54
• 5.3.2 硬件測試54-57
• 5.4 本章小結(jié)57-58
• 結(jié)論58-59
• 參考文獻59-64
• 致謝64

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 陳乾宏,阮新波,嚴仰光;開關(guān)電源中磁集成技術(shù)及其應(yīng)用[J];電工技術(shù)學報;2004年03期

2 丁萬新;陳東坡;何樂年;;用于電壓模式的DC-DC轉(zhuǎn)換器的前饋電路[J];電子器件;2008年06期

，

本文編號：864701