双电流源型输入SEPIC变换器的研究

发布时间：2017-10-23 03:20

  本文关键词：双电流源型输入SEPIC变换器的研究

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【摘要】：随着传统能源的日益枯竭,环境污染的不断加重,以新能源为主导的分布式发电越发得到人们的关注,同时以用户端直流负载为导向的分布式电源也得到了国内外学者的广泛研究。一般电源最基本的任务就是提供稳定的电能供给,而这一标准却与大部分新能源背道而驰,诸如太阳能、风能等新能源普遍存在不稳定、受环境因素影响较为严重的特点,因此联合两个以上的新能源进行联合供电成为了分布式电源较为有前景的发展方向,为了节约成本,优化变换器拓扑结构,多输入变换器成为了联合供电系统研究重点。文献研究发现,输出电流纹波会导致光伏电池、燃料电池等电流源型新能源发电载体一系列诸如能量转化效率降低、使用寿命缩短等问题,所以多电流源型输入变换器成为了此类新能源供电系统研究的热点。因此本文研究主要关于中小功率场合下多电流源型输入变换器。双电流源型输入SEPIC变换器因为其电感型输入结构,可以有效抑制输出电流纹波,适用于中小功率场合新能源联合供电的分布式电源。本文在详细研究变换器工作原理和控制策略的基础之上,针对变换器反激式储能变压器的漏感问题,首先采用了无源吸收的方法,分析了不能采用RCD箝位电路的原因并给出了RCD缓冲电路的设计方法;然后采用了有源箝位技术来吸收利用变压器漏感能量,同时实现了有源箝位开关管的零电压开通。在此基础之上,进一步对有源箝位双输入SEPIC电路进行了优化设计,提出了采用耦合电感技术来抑制输入端电流纹波,并采用同步整流技术来减少输出侧整流电路的损耗,并实现了同步整流管的零电压开通。最后根据理论分析结果,对相关电路进行了仿真,验证了理论分析的正确性,并搭建了一台200W的实验原理样机,给出了实验结果,证实了理论分析的正确性。
【关键词】：分布式电源 多输入变换器 有源箝位 软开关 耦合电感
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM46
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 注释表11-12
• 缩略词12-13
• 第一章 绪论13-22
• 1.1 能源危机13-14
• 1.2 新能源开发利用14-17
• 1.2.1 新能源的特点14-15
• 1.2.2 新能源分布式发电15-16
• 1.2.3 新能源联合供电16-17
• 1.3 多输入变换器17-21
• 1.3.1 多输入变换器拓扑18
• 1.3.2 电流源型多输入变换器18-21
• 1.4 研究内容及研究意义21-22
• 1.4.1 研究内容21
• 1.4.2 研究意义21-22
• 第二章 变换器工作原理及控制策略22-40
• 2.1 变换器工作原理22-25
• 2.1.1 工作模态分析22-24
• 2.1.2 开关管组合及选择24-25
• 2.2 变换器参数设计25-32
• 2.2.1 输入电感设计25-26
• 2.2.2 高频变压器设计26-31
• 2.2.3 缓冲电容设计31
• 2.2.4 输出电容设计31
• 2.2.5 开关器件设计31-32
• 2.3 变换器控制策略32-36
• 2.3.1 能量管理方案33-35
• 2.3.2 数字控制系统流程35-36
• 2.4 控制系统辅助电路36-39
• 2.4.1 驱动电路36-37
• 2.4.2 采样电路37-38
• 2.4.3 信号调理电路38
• 2.4.4 硬件保护电路38-39
• 2.5 本章小结39-40
• 第三章 变换器漏感问题与优化设计40-53
• 3.1 功率变压器漏感问题40-43
• 3.1.1 漏感抑制变压器绕法40-41
• 3.1.2 漏感的无源吸收41-42
• 3.1.3 漏感的有源吸收42-43
• 3.2 有源箝位软开关技术43-47
• 3.2.1 有源箝位工作模态43-46
• 3.2.2 有源箝位参数设计46-47
• 3.2.3 软开关实现条件47
• 3.3 输入电流纹波抑制47-50
• 3.3.1 耦合电感拓扑48-49
• 3.3.2 耦合电感设计49-50
• 3.4 同步整流技术50-52
• 3.4.1 同步整流拓扑50-51
• 3.4.2 同步整流设计51-52
• 3.5 本章小结52-53
• 第四章 仿真与实验验证53-63
• 4.1 仿真验证53-56
• 4.1.1 变换器工作原理仿真53-54
• 4.1.2 漏感及吸收电路仿真54
• 4.1.3 有源箝位技术仿真54-55
• 4.1.4 耦合电感仿真55-56
• 4.1.5 同步整流仿真56
• 4.2 实验结果56-61
• 4.2.1 稳态实验57-60
• 4.2.2 动态实验60-61
• 4.3 效率测试比较61-62
• 4.4 本章小结62-63
• 第五章 工作总结与展望63-65
• 5.1 工作总结63
• 5.2 工作展望63-65
• 参考文献65-69
• 致谢69-70
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文70

【参考文献】

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本文编号：1081368