DC/DC单管谐振式变换器在太阳能电热水器中的应用
发布时间：2021-01-10 14:41
太阳能热水器作为最早利用太阳能的家用电器,经历了由普通太阳能热水器、分离式太阳能热水器到太阳能电热水器的发展阶段。普通太阳能热水器和分离式太阳能热水器普遍存在使用寿命短、室外连接管道易老化漏水、真空集热管易爆裂、安装维修过程复杂等问题。随着太阳能及其光伏产业的发展和光伏电池售价的降低,太阳能电热水器因效率高、使用寿命长、扩展灵活、组装方便等优势越来越受到人们的重视。本文针对DC/DC变换器在太阳能电热水器中的应用展开了研究,分析了常见的DC/DC拓扑和各自的优缺点,提出了将单管谐振式隔离电路应用于太阳能电热水器中。首先,分析了单管谐振式隔离电路的工作过程,根据其工作原理建立了等效模型,列写出状态方程,求出各参数和电压增益、输出效率之间的关系公式;其次,通过推导出的公式,对变压器、开关管、谐振电容和倍压整流电路等主要器件的参数进行了设计,并通过JMAG软件对变压器进行了温度场仿真;然后,设计了驱动电路、光伏板电压电流检测电路。最后,通过对建立起的光伏电池模型输出特性和单管谐振式隔离电路本身工作特性的分析,提出了改变开关频率来实现最大功率点跟踪的控制方法,并基于dsPIC30F2020单片...
【文章来源】：青岛大学山东省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 选题的背景和意义
1.2 DC/DC变换器的研究现状
1.3 本课题的研究内容
1.3.1 论文主要内容
1.3.2 本课题的主要创新点
1.4 本章小结
第二章 单管谐振式隔离电路的分析与建模
2.1 单管谐振式隔离电路
2.2 主电路工作过程分析
2.3 主电路建模
2.4 本章小结
第三章 变换器主电路参数的设计
3.1 松耦合隔离变压器的设计
3.1.1 变压器的参数计算
3.1.2 变压器的温度场仿真
3.1.3 变压器的测量
3.2 谐振电容的设计
3.3 开关管的设计
3.3.1 开关管的选择
3.3.2 开关管散热片的选取
3.4 倍压整流电路的设计
3.4.1 输出滤波电容的选取
3.4.2 整流二极管的选取
3.5 开关频率的设计
3.6 本章小结
第四章 硬件与软件设计
4.1 驱动电路的设计
4.1.1 MOS管的模型分析
4.1.2 驱动电阻的选择
4.1.3 驱动电路
4.2 电压电流采样电路的设计
4.2.1 电压采样电路的设计
4.2.2 电流采样电路的设计
4.3 辅助电源的设计
4.4 最大功率点跟踪控制
4.4.1 光伏板电池模型
4.4.2 最大功率点跟踪控制
4.5 系统主程序设计
4.5.1 主控芯片介绍
4.5.2 软件开发平台简介
4.5.3 主程序设计
4.6 本章小结
第五章 主电路的仿真与实验
5.1 主电路的仿真
5.2 MPPT的仿真
5.3 主电路的实验验证
5.4 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 论文的工作总结
6.2 未来工作展望
参考文献
攻读学位期间的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于滑模控制的光伏系统MPPT控制策略[J]. 李孝禄,王鑫,方晓敏,黄建锋,朱俊江. 太阳能学报. 2018(10)
[2]单端反激有源钳位光伏并网微逆变器设计[J]. 赵坚,汪海宁,张晓安. 电气工程学报. 2016(04)
[3]基于反激变换器的光伏并网微逆变器设计[J]. 殷明,王一军,王海龙,韩华. 电力电子技术. 2015(03)
[4]梯度式变步长MPPT算法在光伏系统中的应用[J]. 陈亚爱,周京华,李津,周玲玲. 中国电机工程学报. 2014(19)
[5]升压半桥型光伏并网微型逆变器升压变换拓扑的研究[J]. 刘骏亚,苏建徽,秦喆. 低压电器. 2013(11)
[6]我国光伏产业发展现状与对策探讨[J]. 魏政,于冰清. 中外能源. 2013(06)
[7]交错反激式光伏并网微逆变器的控制器实现[J]. 张凤阁,朱仕禄,殷孝雎,滕志飞. 电工技术学报. 2013(05)
[8]交错反激微功率光伏并网逆变器的设计[J]. 张锦吉,王小彬,毛行奎. 电力电子技术. 2013(04)
[9]基于改进变步长电导增量法光伏阵列MPPT研究[J]. 郭明明,沈锦飞. 电力电子技术. 2011(07)
[10]以电导增量法实现MPPT的单级光伏并网逆变器[J]. 叶满园,官二勇,宋平岗. 电力电子技术. 2006(02)
硕士论文
[1]基于宽禁带器件的光伏逆变器研究与实现[D]. 韩阳.中国科学院大学(中国科学院工程管理与信息技术学院) 2017
[2]一种新型的基于移相控制的四相全桥直流变换器的研究[D]. 莫丹丹.南京航空航天大学 2017
[3]微波炉磁控管用单端谐振变换器的设计[D]. 林跃跃.电子科技大学 2016
[4]反激型光伏并网微型逆变器研究[D]. 彭敏.中南大学 2013
[5]有源钳位反激式光伏并网逆变器的研究[D]. 莫琼.浙江大学 2012
[6]基于交错反激电路的微型光伏逆变器的研究[D]. 李瑞珂.华北电力大学 2012
本文编号：2968888
【文章来源】：青岛大学山东省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 选题的背景和意义
1.2 DC/DC变换器的研究现状
1.3 本课题的研究内容
1.3.1 论文主要内容
1.3.2 本课题的主要创新点
1.4 本章小结
第二章 单管谐振式隔离电路的分析与建模
2.1 单管谐振式隔离电路
2.2 主电路工作过程分析
2.3 主电路建模
2.4 本章小结
第三章 变换器主电路参数的设计
3.1 松耦合隔离变压器的设计
3.1.1 变压器的参数计算
3.1.2 变压器的温度场仿真
3.1.3 变压器的测量
3.2 谐振电容的设计
3.3 开关管的设计
3.3.1 开关管的选择
3.3.2 开关管散热片的选取
3.4 倍压整流电路的设计
3.4.1 输出滤波电容的选取
3.4.2 整流二极管的选取
3.5 开关频率的设计
3.6 本章小结
第四章 硬件与软件设计
4.1 驱动电路的设计
4.1.1 MOS管的模型分析
4.1.2 驱动电阻的选择
4.1.3 驱动电路
4.2 电压电流采样电路的设计
4.2.1 电压采样电路的设计
4.2.2 电流采样电路的设计
4.3 辅助电源的设计
4.4 最大功率点跟踪控制
4.4.1 光伏板电池模型
4.4.2 最大功率点跟踪控制
4.5 系统主程序设计
4.5.1 主控芯片介绍
4.5.2 软件开发平台简介
4.5.3 主程序设计
4.6 本章小结
第五章 主电路的仿真与实验
5.1 主电路的仿真
5.2 MPPT的仿真
5.3 主电路的实验验证
5.4 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 论文的工作总结
6.2 未来工作展望
参考文献
攻读学位期间的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于滑模控制的光伏系统MPPT控制策略[J]. 李孝禄,王鑫,方晓敏,黄建锋,朱俊江. 太阳能学报. 2018(10)
[2]单端反激有源钳位光伏并网微逆变器设计[J]. 赵坚,汪海宁,张晓安. 电气工程学报. 2016(04)
[3]基于反激变换器的光伏并网微逆变器设计[J]. 殷明,王一军,王海龙,韩华. 电力电子技术. 2015(03)
[4]梯度式变步长MPPT算法在光伏系统中的应用[J]. 陈亚爱,周京华,李津,周玲玲. 中国电机工程学报. 2014(19)
[5]升压半桥型光伏并网微型逆变器升压变换拓扑的研究[J]. 刘骏亚,苏建徽,秦喆. 低压电器. 2013(11)
[6]我国光伏产业发展现状与对策探讨[J]. 魏政,于冰清. 中外能源. 2013(06)
[7]交错反激式光伏并网微逆变器的控制器实现[J]. 张凤阁,朱仕禄,殷孝雎,滕志飞. 电工技术学报. 2013(05)
[8]交错反激微功率光伏并网逆变器的设计[J]. 张锦吉,王小彬,毛行奎. 电力电子技术. 2013(04)
[9]基于改进变步长电导增量法光伏阵列MPPT研究[J]. 郭明明,沈锦飞. 电力电子技术. 2011(07)
[10]以电导增量法实现MPPT的单级光伏并网逆变器[J]. 叶满园,官二勇,宋平岗. 电力电子技术. 2006(02)
硕士论文
[1]基于宽禁带器件的光伏逆变器研究与实现[D]. 韩阳.中国科学院大学(中国科学院工程管理与信息技术学院) 2017
[2]一种新型的基于移相控制的四相全桥直流变换器的研究[D]. 莫丹丹.南京航空航天大学 2017
[3]微波炉磁控管用单端谐振变换器的设计[D]. 林跃跃.电子科技大学 2016
[4]反激型光伏并网微型逆变器研究[D]. 彭敏.中南大学 2013
[5]有源钳位反激式光伏并网逆变器的研究[D]. 莫琼.浙江大学 2012
[6]基于交错反激电路的微型光伏逆变器的研究[D]. 李瑞珂.华北电力大学 2012
本文编号：2968888
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