双向全桥LLC谐振DC-DC变换器的研究

发布时间：2020-06-29 09:37

【摘要】：随着电动汽车与电网双向互动技术、储能技术以及微电网等技术的快速发展,能够实现功率双向传输的隔离型双向DC-DC变换器在这些技术领域具有日益广阔的应用前景。本文以电动汽车与电网双向互动为背景,针对双向全桥LLC谐振DC-DC变换器的工作特性及谐振参数优化等问题展开研究。首先,在讨论双向全桥LLC谐振DC-DC变换器的工作模式,分析变频控制和移相控制下电路具体工作过程的基础上,采用基波分析法对该变换器进行建模,探讨了该变换器的工作特性,推导了基于感性电压增益最大值对一次侧谐振电感与励磁电感的比值k的约束关系和软开关条件对品质因数Q的约束条件,提出一种通过数学解析式结合图形实现谐振网络参数优化的设计方法,无需参数迭代,快速准确。其次,对双向全桥LLC谐振DC-DC变换器的主电路主要元件参数及部分关键电路进行了设计,采用上述的参数设计方法,设计了谐振网络的相关参数,并选用新型宽禁带半导体器件SiC MOSFET作为开关器件,结合该变换器的具体特点,设计了相应的SiC MOSFET的驱动方案。最后,为进一步验证理论分析和参数优化的正确性,采用PSIM仿真软件进行了仿真验证,在此基础上,搭建了一台实验样机进行实验研究,结果均表明,该变换器在正向和反向运行时,逆变侧的开关管均能实现零电压开通,整流管均能实现零电流关断,且能实现宽范围调压。
【学位授予单位】：西安理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM46
【图文】：

空载时，V1的电压会升高，可达 560.28V，其原因的电压振荡幅值过大，和寄生电容的影响。VGS(25V/格)VDS(250V/格)t(800ns/格)VGSVDSV1(500V/格)V1ZVS图 5-25 V2G 模式下空载时开关管 S5实现 ZVS 的波形Fig.5-25 ZVS waveform realized by S5under no-load in V2G mod压侧电压 V2=200V 时不同负载条件下 DAB-LLC 变换 时，变换器的效率最高，G2V 模式约为 92.77%，V2G等效到二次侧的励磁电流幅值为 G2V 模式下一次侧开关损耗增大，所以 V2G 模式下的变换器效率较 G2V

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本文编号：2733717