寬范圍隔離型雙向SiC DC/DC變換器設(shè)計(jì)
發(fā)布時(shí)間:2021-11-07 14:49
DC/DC變換器廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)生活的各個(gè)領(lǐng)域,比如新能源發(fā)電領(lǐng)域、電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域和軌道交通領(lǐng)域。上述場(chǎng)合既要求DC/DC變換器能夠承受比較寬的輸入電壓,還需要DC/DC變換器保證其高效率。為了滿足這些要求,本文基于移相式隔離雙向DC/DC變換器設(shè)計(jì)了新型兩級(jí)式隔離雙向DC/DC變換器,并使用寬禁帶器件SiC MOSFET作為主要功率開(kāi)關(guān)器件。以此為基礎(chǔ),重點(diǎn)研究了 SiC MOSFET的應(yīng)用、寬范圍隔離雙向DC/DC變換器的拓?fù)浜歪槍?duì)變壓器漏感引起的開(kāi)關(guān)管過(guò)壓抑制等問(wèn)題。本文首先對(duì)比了 SiC MOSFET與Si MOSFET的靜態(tài)特性、動(dòng)態(tài)特性和其一些重要的參數(shù),針對(duì)SiC MOSFET與Si MOSFET的部分不同特性,分析了 SiC MOSFET對(duì)驅(qū)動(dòng)的要求,并針對(duì)本文所使用的SiC MOSFET,設(shè)計(jì)了其驅(qū)動(dòng)電路,之后進(jìn)行雙脈沖測(cè)試,驗(yàn)證了本文所使用的驅(qū)動(dòng)能夠滿足設(shè)計(jì)要求。其次,針對(duì)系統(tǒng)寬范圍參數(shù)的要求,選擇采用兩級(jí)拓?fù)鋪?lái)應(yīng)對(duì)這種特殊工況,之后以開(kāi)關(guān)管電壓電流應(yīng)力為切入點(diǎn),對(duì)比常用功率拓?fù)?確定了以Buck/Boost變換器作為輸入,隔離雙向DC/DC變換器作為輸出的兩級(jí)變換器拓...
【文章來(lái)源】:北京交通大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:100 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-3?SiCMOSFET模塊實(shí)物圖??Fig.?1-3?Physical?Diagram?of?SiC?MOSFET?Module??
Fig.?2-2?Transfer?characteristics?curve?of?SiC?MOSFET?and?Si?MOSFET[34'351??2.1.2動(dòng)態(tài)特性??MOSFET是電壓控制型器件,開(kāi)關(guān)通過(guò)柵極電壓控制,圖2-3是MOSFET不??考慮內(nèi)部寄生電感時(shí)的等效開(kāi)關(guān)特性參數(shù)模型,由圖可以看出MOSFET的內(nèi)部寄??生電容包括柵源之間的電容CGS、漏源之間的電容CDS、柵漏之間的電容CGD
D??Cgd??HI^J?丄???lq?和』??HI—— ̄??〇3S??I丨S??圖2-3?MOSFET等效開(kāi)關(guān)模型??Fig.?2-3?MOSFET?equivalent?switch?model??用的角度出發(fā),假定開(kāi)關(guān)過(guò)程每個(gè)階段的電容值恒定,且跨—次開(kāi)關(guān)周期的電壓電流波形如圖2-4所示,其中FG為驅(qū)動(dòng)信其為理想方波,定義FGS為MOSFET柵源電壓,FDS為漏源電。MOSFET開(kāi)關(guān)過(guò)程各分為4個(gè)階段,開(kāi)通過(guò)程經(jīng)歷時(shí)間為/0-/時(shí)間為心丨9,導(dǎo)通時(shí)間為/4-?5。具體分析如下。??。?S?j??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]碳化硅電力電子器件技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)[J]. 陳碩翼,張麗,唐明生,李建福. 科技中國(guó). 2018(06)
[2]考慮寄生參數(shù)影響的碳化硅MOSFET開(kāi)關(guān)暫態(tài)分析模型[J]. 柯俊吉,趙志斌,謝宗奎,徐鵬,崔翔. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2018(08)
[3]開(kāi)關(guān)頻率500kHz的軟開(kāi)關(guān)SiC單相逆變器[J]. 李雅文,何寧,陳燁楠,徐德鴻. 電力電子技術(shù). 2016(09)
[4]SiC MOSFET、Si CoolMOS和IGBT的特性對(duì)比及其在DAB變換器中的應(yīng)用[J]. 梁美,鄭瓊林,可翀,李艷,游小杰. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2015(12)
[5]碳化硅光伏逆變器發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 孫凱,陳彤,張瑜潔. 新材料產(chǎn)業(yè). 2014(09)
[6]耦合電感零輸入紋波高增益非隔離DC-DC變換器[J]. 陳章勇,許建平,吳建雪,賀明智. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2014(33)
[7]大容量高頻變壓器繞組損耗的計(jì)算與分析[J]. 趙爭(zhēng)菡,汪友華,凌躍勝,潘如政,宋金玲,楊曉光. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2014(05)
[8]寬禁帶碳化硅功率器件在電動(dòng)汽車(chē)中的研究與應(yīng)用[J]. 王學(xué)梅. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2014(03)
[9]基于DSP開(kāi)發(fā)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 趙鵬,荊紅莉. 現(xiàn)代電子技術(shù). 2012(06)
[10]雙向DC/DC變換器的拓?fù)溲芯縖J]. 童亦斌,吳峂,金新民,陳瑤. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2007(13)
博士論文
[1]軟開(kāi)關(guān)雙向DC-DC變換器的研究[D]. 陳剛.浙江大學(xué) 2001
碩士論文
[1]光伏發(fā)電并網(wǎng)控制技術(shù)的研究[D]. 呂會(huì)會(huì).山東大學(xué) 2018
[2]無(wú)無(wú)功環(huán)流的隔離型雙向DC/DC變換器研制[D]. 郭洪瑋.北京交通大學(xué) 2017
[3]基于碳化硅器件的CLLC諧振變換器[D]. 溫先佳.華南理工大學(xué) 2017
[4]75kW移相全橋ZVS DC/DC變換器的設(shè)計(jì)[D]. 李順毅.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[5]高頻隔離輕軌輔助變流器DC/DC變換器研究[D]. 姜磊.西南交通大學(xué) 2014
[6]SiC功率器件特性及其在Buck變換器中的應(yīng)用研究[D]. 趙斌.南京航空航天大學(xué) 2014
[7]IGBT驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 劉春玉.武漢理工大學(xué) 2013
本文編號(hào):3482047
【文章來(lái)源】:北京交通大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:100 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-3?SiCMOSFET模塊實(shí)物圖??Fig.?1-3?Physical?Diagram?of?SiC?MOSFET?Module??
Fig.?2-2?Transfer?characteristics?curve?of?SiC?MOSFET?and?Si?MOSFET[34'351??2.1.2動(dòng)態(tài)特性??MOSFET是電壓控制型器件,開(kāi)關(guān)通過(guò)柵極電壓控制,圖2-3是MOSFET不??考慮內(nèi)部寄生電感時(shí)的等效開(kāi)關(guān)特性參數(shù)模型,由圖可以看出MOSFET的內(nèi)部寄??生電容包括柵源之間的電容CGS、漏源之間的電容CDS、柵漏之間的電容CGD
D??Cgd??HI^J?丄???lq?和』??HI—— ̄??〇3S??I丨S??圖2-3?MOSFET等效開(kāi)關(guān)模型??Fig.?2-3?MOSFET?equivalent?switch?model??用的角度出發(fā),假定開(kāi)關(guān)過(guò)程每個(gè)階段的電容值恒定,且跨—次開(kāi)關(guān)周期的電壓電流波形如圖2-4所示,其中FG為驅(qū)動(dòng)信其為理想方波,定義FGS為MOSFET柵源電壓,FDS為漏源電。MOSFET開(kāi)關(guān)過(guò)程各分為4個(gè)階段,開(kāi)通過(guò)程經(jīng)歷時(shí)間為/0-/時(shí)間為心丨9,導(dǎo)通時(shí)間為/4-?5。具體分析如下。??。?S?j??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]碳化硅電力電子器件技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)[J]. 陳碩翼,張麗,唐明生,李建福. 科技中國(guó). 2018(06)
[2]考慮寄生參數(shù)影響的碳化硅MOSFET開(kāi)關(guān)暫態(tài)分析模型[J]. 柯俊吉,趙志斌,謝宗奎,徐鵬,崔翔. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2018(08)
[3]開(kāi)關(guān)頻率500kHz的軟開(kāi)關(guān)SiC單相逆變器[J]. 李雅文,何寧,陳燁楠,徐德鴻. 電力電子技術(shù). 2016(09)
[4]SiC MOSFET、Si CoolMOS和IGBT的特性對(duì)比及其在DAB變換器中的應(yīng)用[J]. 梁美,鄭瓊林,可翀,李艷,游小杰. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2015(12)
[5]碳化硅光伏逆變器發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 孫凱,陳彤,張瑜潔. 新材料產(chǎn)業(yè). 2014(09)
[6]耦合電感零輸入紋波高增益非隔離DC-DC變換器[J]. 陳章勇,許建平,吳建雪,賀明智. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2014(33)
[7]大容量高頻變壓器繞組損耗的計(jì)算與分析[J]. 趙爭(zhēng)菡,汪友華,凌躍勝,潘如政,宋金玲,楊曉光. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2014(05)
[8]寬禁帶碳化硅功率器件在電動(dòng)汽車(chē)中的研究與應(yīng)用[J]. 王學(xué)梅. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2014(03)
[9]基于DSP開(kāi)發(fā)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 趙鵬,荊紅莉. 現(xiàn)代電子技術(shù). 2012(06)
[10]雙向DC/DC變換器的拓?fù)溲芯縖J]. 童亦斌,吳峂,金新民,陳瑤. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2007(13)
博士論文
[1]軟開(kāi)關(guān)雙向DC-DC變換器的研究[D]. 陳剛.浙江大學(xué) 2001
碩士論文
[1]光伏發(fā)電并網(wǎng)控制技術(shù)的研究[D]. 呂會(huì)會(huì).山東大學(xué) 2018
[2]無(wú)無(wú)功環(huán)流的隔離型雙向DC/DC變換器研制[D]. 郭洪瑋.北京交通大學(xué) 2017
[3]基于碳化硅器件的CLLC諧振變換器[D]. 溫先佳.華南理工大學(xué) 2017
[4]75kW移相全橋ZVS DC/DC變換器的設(shè)計(jì)[D]. 李順毅.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[5]高頻隔離輕軌輔助變流器DC/DC變換器研究[D]. 姜磊.西南交通大學(xué) 2014
[6]SiC功率器件特性及其在Buck變換器中的應(yīng)用研究[D]. 趙斌.南京航空航天大學(xué) 2014
[7]IGBT驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 劉春玉.武漢理工大學(xué) 2013
本文編號(hào):3482047
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