有源耦合電感高增益直流變換器拓?fù)溲芯?/H1>
發(fā)布時間：2018-04-03 04:16
本文選題：高增益直流變換器 切入點：阻抗網(wǎng)絡(luò) 出處：《哈爾濱工業(yè)大學(xué)》2017年博士論文
【摘要】：隨著工業(yè)的不斷發(fā)展,可再生能源受到了日益廣泛的關(guān)注。但是由于部分可再生能源存在輸出側(cè)端口電壓較低的特點,導(dǎo)致無法直接與后級電路實現(xiàn)接口。因此,對于高增益直流變換器拓?fù)涞难芯?成為一個重要的課題。本文在總結(jié)前人研究的基礎(chǔ)上,提出了一類正比型和反比型的有源耦合電感高增益直流變換器,接下來,將其與三電平思想結(jié)合,提出了基于三電平的正比和反比型高增益直流變換器。最后,研究了阻抗源直流變換器與高增益直流變換器之間的內(nèi)在聯(lián)系,拓展出一系列高增益直流變換器。本文主要對有源耦合電感高增益直流變換器拓?fù)溥M(jìn)行研究,其研究內(nèi)容如下:首先,本文在研究Z源網(wǎng)絡(luò)和雙Boost變換器的基礎(chǔ)上,提出了有源耦合電感網(wǎng)絡(luò),構(gòu)造了有源耦合電感網(wǎng)絡(luò)高增益直流變換器;然后,研究了耦合電感線圈間的連接方式以及線圈連接點與外部器件的連接種類,提出了準(zhǔn)有源耦合電感網(wǎng)絡(luò)高增益直流變換器;最后推導(dǎo)出廣義的耦合電感網(wǎng)絡(luò),衍生出一系列的DC/DC變換器拓?fù)洹Ａ硗?針對耦合電感漏感的問題,引入了箝位電路,不僅抑制了開關(guān)管的電壓尖峰同時轉(zhuǎn)移了漏感能量,提高了效率。其次,本文研究了耦合電感高增益變換器中的增益與匝比之間的關(guān)系,提出了單管反接式耦合電感Boost變換器,在此基礎(chǔ)上,提出了基于(50)形耦合電感網(wǎng)絡(luò)的反比型高增益直流變換器,實現(xiàn)了匝比越小,增益越大的特性,優(yōu)化了耦合電感的設(shè)計;為了增加變換器實現(xiàn)增益的靈活性,提出了基于工形耦合電感網(wǎng)絡(luò)的高增益直流變換器,不僅具有匝比越小,增益越大的反比特性,同時具有匝比越大,增益越大的正比特性。再次,本文在傳統(tǒng)耦合電感網(wǎng)絡(luò)高增益直流變換器的基礎(chǔ)上,引入三電平的思想:通過改變開關(guān)管的連接方式,構(gòu)造開關(guān)管的箝位電壓源,降低了開關(guān)管和電容的電壓應(yīng)力并且加倍了電感電流脈動頻率,從而優(yōu)化了變換器的整體性能。通過開關(guān)管的移位和箝位電壓源的構(gòu)造,提出了基于有源耦合電感網(wǎng)絡(luò)的三電平高增益直流變換器。然后,提出了基于(50)形耦合電感網(wǎng)絡(luò)的三電平反比型高增益直流變換器,不僅具有三電平變換器的特性,而且具有反比特性。最后,研究了阻抗源網(wǎng)絡(luò)直流變換器中存在的典型缺點,衍生出一系列基于阻抗源網(wǎng)絡(luò)的適合于高增益場合的直流變換器,揭示了阻抗源直流變換器和高增益直流變換器之間的內(nèi)在關(guān)系。另外,針對三電平思想在高增益直流變換器中的引入,本文還衍生出一系列的適合于高增益應(yīng)用場合三電平直流變換器。
[Abstract]:With the development of industry, renewable energy has been paid more and more attention.However, due to the low output port voltage in some renewable energy sources, it is impossible to interface directly with the back stage circuit.Therefore, the study of high gain DC / DC converter topology has become an important subject.In this paper, based on the previous studies, a class of active coupled inductor high gain DC / DC converter with proportional and inverse ratio is proposed, and then it is combined with the three-level idea.A three-level proportional and inverse proportional high gain DC / DC converter is proposed.Finally, the relationship between impedance source DC / DC converter and high gain DC / DC converter is studied, and a series of high gain DC / DC converters are developed.This paper mainly studies the topology of active coupled inductance high gain DC / DC converter. The research contents are as follows: firstly, based on the research of Z source network and double Boost converter, the active coupling inductance network is proposed.The high gain DC / DC converter with active coupling inductance network is constructed, and then the connection mode between the coupling inductor coil and the connection between the coil connection point and the external device is studied, and the high gain DC / DC converter with quasi active coupling inductance network is proposed.Finally, the generalized coupled inductance network is derived, and a series of DC/DC converter topologies are derived.In addition, a clamping circuit is introduced to solve the problem of coupling inductor leakage inductance, which can not only restrain the voltage spike of the switch, but also transfer the leakage inductance energy and improve the efficiency.Secondly, the relationship between the gain and turn ratio in the high gain coupling inductance converter is studied in this paper, and a single switch reverse coupled inductor Boost converter is proposed.An inverse ratio high gain DC / DC converter based on a 50) coupling inductance network is proposed. The smaller the turn ratio, the greater the gain, the design of the coupling inductor is optimized, and in order to increase the flexibility of the converter to realize the gain, the design of the coupling inductor is optimized.A high gain DC / DC converter based on the industrial coupling inductance network is proposed. It not only has the inverse ratio of the turn ratio and the gain, but also has the positive ratio characteristic of the larger the turn ratio and the greater the gain.Thirdly, based on the high gain DC / DC converter of the traditional coupling inductance network, the three-level idea is introduced: by changing the connection mode of the switch tube, the clamping voltage source of the switch tube is constructed.The overall performance of the converter is optimized by reducing the voltage stress of the switch and capacitor and doubling the current pulsation frequency of the inductor.A three-level high gain DC / DC converter based on active coupling inductance network is proposed by switching switch and clamping voltage source.Then, a three-level inversely proportional high gain DC / DC converter based on the coupled inductance network is proposed, which not only has the characteristics of the three-level converter, but also has the inverse ratio characteristic.Finally, the typical shortcomings of the impedance source network DC / DC converter are studied, and a series of high gain DC / DC converters based on impedance source network are derived.The relationship between impedance source DC / DC converter and high gain DC / DC converter is revealed.In addition, a series of three-level DC / DC converters suitable for high gain applications are derived for the introduction of the three-level idea in high gain DC / DC converters.
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TM46
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本文編號：1703581
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3 姚佳;基于耦合電感的高增益DC/DC拓?fù)浼捌浣Ｑ芯縖D];東南大學(xué);2015年
4 許偉偉;適用于便攜式產(chǎn)品的單電感多輸出直流—直流變換器的研究與設(shè)計[D];復(fù)旦大學(xué);2011年
5 賢燕華;直流變換器的魯棒控制算法[D];華南理工大學(xué);2014年
6 賈鵬宇;高性能直流變換器系統(tǒng)穩(wěn)定性問題研究[D];北京交通大學(xué);2014年
7 趙一;耦合電感倍壓單元高增益變流器拓?fù)湫纬煞椒ㄑ芯縖D];浙江大學(xué);2012年
8 劉福鑫;組合式三電平直流變換器及其軟開關(guān)技術(shù)[D];南京航空航天大學(xué);2007年
9 馬運(yùn)東;直流變換器的三電平拓?fù)浼捌淇刂芠D];南京航空航天大學(xué);2003年
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1 馮苗苗;升壓直流變換器的關(guān)鍵技術(shù)研究[D];上海電力學(xué)院;2017年
2 韓銀;UPS用高效雙向磁集成DC/DC變換器的研制[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年
3 張夢娜;耦合電感準(zhǔn)Z源高升壓增益變換器研究[D];西南交通大學(xué);2016年
4 魏欣欣;基于耦合電感軟開關(guān)BUCK變換器的研究[D];重慶大學(xué);2016年
5 苑紅;基于開關(guān)—耦合電感的高增益升壓變換器研究[D];青島理工大學(xué);2016年
6 陳祺;高增益DC/DC變換器的研究與應(yīng)用[D];合肥工業(yè)大學(xué);2017年
7 張紅;高升壓比DC-DC變換器的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2014年
8 張興勝;寬范圍輸出電壓電池充電調(diào)節(jié)器的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2014年
9 劉杰;基于可視化的含耦合電感的DC/DC變換器的研究[D];南昌航空大學(xué);2017年
10 李海光;四相交錯并聯(lián)雙向Buck-Boost變換器耦合電感的研究[D];遼寧工程技術(shù)大學(xué);2013年
，本文編號：1703581
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