基于耦合电感的非隔离型高增益DC/DC变换器研究
发布时间：2021-06-14 19:48
在太阳能、燃料电池等新能源发电系统、不间断电源系统、电动汽车等领域通常需要用到低压输入高压输出的高增益直流变换器。传统的Boost变换器由于功率器件等效串联电阻以及开关管寄生参数的影响,当占空比大于一定值以后效率会急剧下降,通常只适用于所需增益小于4的场合,因此高增益高效率DC/DC变换器的研究具有重要意义。论文在总结前人研究成果的基础上首先提出了一种基于双耦合电感的非隔离型双开关高增益变换器,该变换器利用了耦合电感技术和开关电容技术的内在升压特性构成升压单元,然后将两个对称模块的输入端并联输出端串联进一步大幅提升电压增益。该变换器在实现高升压比的同时又具有低输入电流纹波、功率器件电压应力低、零电流开关、漏感能量可回收再利用、二极管反向恢复问题得到抑制等诸多优点。然后,引入一个三绕组耦合电感,将该变换器的两个耦合电感原边合二为一,并且使两个模块共用一个功率主开关,又提出一种基于三绕组耦合电感的非隔离型单开关高增益变换器。虽然升压能力有所降低,但是大幅度缩减了变换器的体积和所用器件个数,并且继承了所提双耦合电感变换器的其他优点。本文详细分析了两种所提变换器的工作原理和稳态性能,并通过Ma...
【文章来源】：安徽工业大学安徽省
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究的背景及意义
1.2 高增益DC/DC变换器研究现状
1.2.1 隔离型高增益DC/DC变换器
1.2.2 非隔离型高增益DC/DC变换器
1.3 本文主要内容
第二章 基于双耦合电感的双开关高增益DC/DC变换器
2.1 引言
2.2 双耦合电感双开关高增益DC/DC变换器拓扑
2.3 所提DCDS-Boost变换器CCM模式下工作原理及稳态性能分析
2.3.1 所提DCDS-Boost变换器CCM模式下工作原理分析
2.3.2 所提DCDS-Boost变换器CCM模式下稳态性能分析
2.4 所提DCDS-Boost变换器DCM模式下工作原理及稳态性能分析
2.4.1 所提DCDS-Boost变换器DCM模式下工作原理分析
2.4.2 所提DCDS-Boost变换器DCM模式下稳态性能分析
2.5 仿真分析
2.6 本章小结
第三章 基于三绕组耦合电感的单开关高增益DC/DC变换器
3.1 引言
3.2 基于三绕组耦合电感的单开关高增益DC/DC变换器拓扑
3.3 所提TWSS-Boost变换器CCM模式下的工作原理及稳态性能分析
3.3.1 所提TWSS-Boost变换器CCM模式下的工作原理分析
3.3.2 所提TWSS-Boost变换器CCM模式下稳态性能分析
3.4 所提TWSS-Boost变换器DCM模式下的工作原理及稳态性能分析
3.4.1 所提TWSS-Boost变换器DCM模式下的工作原理分析
3.4.2 所提TWSS-Boost变换器DCM模式下的稳态工作性能分析
3.5 仿真分析
3.6 本章小结
第四章 基于三绕组耦合电感变换器的建模与控制系统设计
4.1 引言
4.2 基于三绕组耦合电感的高增益变换器状态空间平均方程
4.3 基于三绕组耦合电感的高增益变换器小信号模型
4.4 控制系统设计
4.5 本章小结
第五章 变换器样机设计与实验验证
5.1 样机设计指标
5.2 主电路参数设计
5.3 驱动电路与采样电路设计
5.4 所提DCDS-Boost变换器实验结果
5.5 所提TWSS-Boost变换器实验结果
5.6 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 全文工作总结
6.2 后续研究工作展望
参考文献
附录A 插图清单
附录B 插表清单
在学研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种混合耦合电感和开关电容的DC-DC升压变换器[J]. 李琳鹏,胡雪峰,李永超,程宇. 电源学报. 2016(05)
[2]基于耦合电感倍压单元的零输入电流纹波高增益非隔离变换器[J]. 陈章勇,许建平,吴建雪. 电工技术学报. 2015(18)
[3]单开关高增益Boost-Sepic集成变换器[J]. 胡雪峰,王琳,代国瑞,龚春英. 中国电机工程学报. 2015(08)
[4]一种高增益交错耦合电感直流变换器[J]. 胡雪峰,龚春英,陈杰,王琳. 中国电机工程学报. 2014(03)
[5]带开关电容网络的交错并联高增益Boost变换器[J]. 陆治国,郑路遥,马召鼎,刘捷丰,秦煜森. 电工技术学报. 2012(11)
博士论文
[1]高增益非隔离型Boost变换器拓扑及其衍生方法研究[D]. 胡雪峰.南京航空航天大学 2014
[2]燃料电池并网逆变技术研究[D]. 沈国桥.浙江大学 2008
[3]三绕组耦合电感实现高增益、高效率交错并联软开关Boost变流器[D]. 李武华.浙江大学 2008
硕士论文
[1]一种新型高增益交错并联Boost变换器的研究[D]. 赵国言.重庆大学 2015
[2]非隔离型交错并联高增益DC/DC变换器的研究[D]. 闫欢.重庆大学 2014
[3]一种高升压比DC/DC变换器设计[D]. 吴小田.浙江大学 2012
本文编号：3230215
【文章来源】：安徽工业大学安徽省
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究的背景及意义
1.2 高增益DC/DC变换器研究现状
1.2.1 隔离型高增益DC/DC变换器
1.2.2 非隔离型高增益DC/DC变换器
1.3 本文主要内容
第二章 基于双耦合电感的双开关高增益DC/DC变换器
2.1 引言
2.2 双耦合电感双开关高增益DC/DC变换器拓扑
2.3 所提DCDS-Boost变换器CCM模式下工作原理及稳态性能分析
2.3.1 所提DCDS-Boost变换器CCM模式下工作原理分析
2.3.2 所提DCDS-Boost变换器CCM模式下稳态性能分析
2.4 所提DCDS-Boost变换器DCM模式下工作原理及稳态性能分析
2.4.1 所提DCDS-Boost变换器DCM模式下工作原理分析
2.4.2 所提DCDS-Boost变换器DCM模式下稳态性能分析
2.5 仿真分析
2.6 本章小结
第三章 基于三绕组耦合电感的单开关高增益DC/DC变换器
3.1 引言
3.2 基于三绕组耦合电感的单开关高增益DC/DC变换器拓扑
3.3 所提TWSS-Boost变换器CCM模式下的工作原理及稳态性能分析
3.3.1 所提TWSS-Boost变换器CCM模式下的工作原理分析
3.3.2 所提TWSS-Boost变换器CCM模式下稳态性能分析
3.4 所提TWSS-Boost变换器DCM模式下的工作原理及稳态性能分析
3.4.1 所提TWSS-Boost变换器DCM模式下的工作原理分析
3.4.2 所提TWSS-Boost变换器DCM模式下的稳态工作性能分析
3.5 仿真分析
3.6 本章小结
第四章 基于三绕组耦合电感变换器的建模与控制系统设计
4.1 引言
4.2 基于三绕组耦合电感的高增益变换器状态空间平均方程
4.3 基于三绕组耦合电感的高增益变换器小信号模型
4.4 控制系统设计
4.5 本章小结
第五章 变换器样机设计与实验验证
5.1 样机设计指标
5.2 主电路参数设计
5.3 驱动电路与采样电路设计
5.4 所提DCDS-Boost变换器实验结果
5.5 所提TWSS-Boost变换器实验结果
5.6 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 全文工作总结
6.2 后续研究工作展望
参考文献
附录A 插图清单
附录B 插表清单
在学研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种混合耦合电感和开关电容的DC-DC升压变换器[J]. 李琳鹏,胡雪峰,李永超,程宇. 电源学报. 2016(05)
[2]基于耦合电感倍压单元的零输入电流纹波高增益非隔离变换器[J]. 陈章勇,许建平,吴建雪. 电工技术学报. 2015(18)
[3]单开关高增益Boost-Sepic集成变换器[J]. 胡雪峰,王琳,代国瑞,龚春英. 中国电机工程学报. 2015(08)
[4]一种高增益交错耦合电感直流变换器[J]. 胡雪峰,龚春英,陈杰,王琳. 中国电机工程学报. 2014(03)
[5]带开关电容网络的交错并联高增益Boost变换器[J]. 陆治国,郑路遥,马召鼎,刘捷丰,秦煜森. 电工技术学报. 2012(11)
博士论文
[1]高增益非隔离型Boost变换器拓扑及其衍生方法研究[D]. 胡雪峰.南京航空航天大学 2014
[2]燃料电池并网逆变技术研究[D]. 沈国桥.浙江大学 2008
[3]三绕组耦合电感实现高增益、高效率交错并联软开关Boost变流器[D]. 李武华.浙江大学 2008
硕士论文
[1]一种新型高增益交错并联Boost变换器的研究[D]. 赵国言.重庆大学 2015
[2]非隔离型交错并联高增益DC/DC变换器的研究[D]. 闫欢.重庆大学 2014
[3]一种高升压比DC/DC变换器设计[D]. 吴小田.浙江大学 2012
本文编号：3230215
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