高效率高升压增益二次型DC-DC变换器研究

发布时间：2021-08-03 23:43

　　随着近年来能源和环境问题越发严重,新能源的开发和利用成为研究的热点。光伏电池、燃料电池发电系统输出电压低、波动大,要求新能源系统中的DC-DC开关变换器具有高升压增益、宽输入特性。传统二次型DC-DC变换器仅用单个开关管实现了变换器的级联,具有较高的电压增益,但是变换器功率全部经过两级传递,传输损耗大,效率较低。本论文研究了由两个基本DC-DC变换器整合、合并开关管而构成的整合式二次型DC-DC变换器的功率流动类型。对不同功率流动类型的效率分析表明,直接级联变换器效率最低,降低级联形式的能量传递可以减少冗余功率传输（Reduced Redundant Power Processing,R2P2）,提高变换器的效率。利用基本DC-DC开关变换器的相互组合,可以得到多种基于R2P2原理的整合式二次型DC-DC变换器,研究了基本DC-DC开关变换器的组合原则。以基于R2P2原理的二次型Boost变换器为例,分析了该变换器的整合过程及其工作于电感电流连续模式（Continuous Conduction Mode,CCM）模式时的工作模态和稳态特性。在基于R2P2原理的二次型Boost变换器的基... 

【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 高增益变换器研究现状
        1.2.1 基于开关电容/开关电感单元的高增益变换器
        1.2.2 基于耦合电感的高增益变换器
        1.2.3 交错并联高增益变换器
        1.2.4 级联型高增益变换器
    1.3 论文主要工作
第2章 整合式二次型DC-DC变换器减少冗余功率原理
    2.1 引言
    2.2 整合式二次型DC-DC变换器R~2P~2原理
    2.3 整合式二次型DC-DC变换器效率分析
    2.4 基本DC-DC开关变换器组合原则
    2.5 基于R~2P~2原理的二次型Boost变换器
        2.5.1 工作原理分析
        2.5.2 稳态分析
    2.6 本章小结
第3章 基于耦合电感的R~2P~2二次型Boost高增益变换器
    3.1 引言
    3.2 工作原理分析
        3.2.1 电路结构分析
        3.2.2 工作模态分析
    3.3 工作特性分析
        3.3.1 直流稳态特性分析
        3.3.2 器件应力分析
    3.4 关键参数设计
        3.4.1 占空比和耦合电感变比设计
        3.4.2 耦合电感设计
        3.4.3 电感L_1设计
        3.4.4 电容设计
    3.5 仿真与实验结果
        3.5.1 仿真结果
        3.5.2 实验结果
    3.6 本章小结
第4章 基于辅助网络的软开关R~2P~2二次型Boost高增益变换器
    4.1 引言
    4.2 工作原理分析
        4.2.1 电路结构分析
        4.2.2 工作模态分析
    4.3 工作特性分析
        4.3.1 直流稳态特性分析
        4.3.2 器件应力分析
        4.3.3 变换器性能对比
    4.4 软开关条件及占空比丢失分析
        4.4.1 软开关条件
        4.4.2 占空比丢失分析
    4.5 关键参数设计
        4.5.1 电感设计
        4.5.2 电容设计
    4.6 仿真与实验结果
        4.6.1 仿真结果
        4.6.2 实验结果
    4.7 本章小结
结论
致谢
参考文献
攻读硕士期间发表的论文及科研成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]双耦合电感二次型高升压增益DC-DC变换器[J]. 曹太强,刘威,郭筱瑛,陈章勇,王军,孙章,游芳,罗谦.  电工技术学报. 2015(08)
[2]基于开关电容网络的DC-DC变换器[J]. 侯世英,陈剑飞,孙韬,王俪蓉,王玉峰.  电工技术学报. 2014(10)
[3]一种带耦合电感的有源钳位高增益Boost变换器[J]. 罗全明,张阳,闫欢,周雒维.  中国电机工程学报. 2014(27)
[4]采用开关电容的非隔离型高升压比直流变换器[J]. 吴刚,阮新波,叶志红.  中国电机工程学报. 2015(02)
[5]耦合电感零输入纹波高增益非隔离DC-DC变换器[J]. 陈章勇,许建平,吴建雪,贺明智.  中国电机工程学报. 2014(33)
[6]多单元开关电感/开关电容有源网络变换器[J]. 王挺,汤雨,何耀华,付东进.  中国电机工程学报. 2014(06)
[7]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)
[8]一种交错并联高增益软开关Boost变换器[J]. 罗全明,闫欢,张阳,周雒维.  电机与控制学报. 2013(12)
[9]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)
[10]高效率高增益Boost-Flyback直流变换器[J]. 吴红飞,古俊银,张君君,邢岩,陈国呈.  中国电机工程学报. 2011(24)

博士论文
[1]二次型Boost变换器研究[D]. 杨平.西南交通大学 2013
[2]耦合电感倍压单元高增益变流器拓扑形成方法研究[D]. 赵一.浙江大学 2012
[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]耦合电感准Z源高升压增益变换器研究[D]. 张梦娜.西南交通大学 2016
[2]开关电感二次型Boost变换器研究[D]. 李坤鹏.北京信息科技大学 2016
[3]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
[4]二次型开关DC-DC变换器研究[D]. 卢志飞.西南交通大学 2012
[5]燃料电池用直流变换器的研究[D]. 马召鼎.重庆大学 2010



本文编号：3320548