基于开关电容和耦合电感的高增益软开关DC-DC变换器研究
发布时间：2021-10-21 21:38
近年来,一次性能源渐渐走向枯竭,风能、光伏、燃料电池等可再生能源发展迅速。然而,光伏、燃料电池等新能源发电方式通常输出的是较宽范围的低压直流电,因此需要高电压增益的DC-DC变换器将其升至一个较高的电压以满足并网或负载的需求。故本课题采用开关电容技术以及耦合电感技术,研究一种新型高效高增益软开关DC-DC变换器。开关电容变换器虽可以通过累加开关电容单元获得高增益,但其增益不可调,结构复杂。因此,本文将传统的Buck-Boost、Boost变换器与开关电容单元结合,提出四种带有电感储能单元的开关电容变换器,相比于传统Buck-Boost、Boost变换器,其电压增益提升了一倍以上。为进一步提高增益,应用耦合电感,构成类似于反激结构的叠加升压单元,获得基于耦合电感的复合I型开关电容变换器（Coupled Inductor and Switched Capacitor Composite I-type,CISCC-I）,电压增益得到进一步提高,基于PSIM仿真软件进行了验证。在CISCC-I DC-DC变换器的基础上,引入三绕组耦合电感,提出一种新型基于开关电容和耦合电感的高增益软开关DC-...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题来源及研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 隔离型高增益DC-DC变换器研究现状
1.2.2 非隔离型高增益DC-DC变换器研究现状
1.3 课题主要研究内容
第2章 带有电感储能单元的开关电容变换器原理分析
2.1 引言
2.2 基本开关电容变换器
2.3 BOOST、BUCK-BOOST型开关电容变换器及其衍生变换器
2.4 CISCC-I DC-DC变换器
2.5 基于PSIM的仿真验证
2.6 本章小结
第3章 SCCIHG DC-DC变换器原理分析与设计
3.1 引言
3.2 SCCIHG DC-DC变换器的提出及模态分析
3.3 SCCIHG DC-DC变换器工作特性分析
3.3.1 理论电压增益推导
3.3.2 器件电压电流应力分析
3.3.3 软开关实现条件
3.4 系统参数设计
3.5 基于PSIM的仿真验证
3.6 本章小结
第4章 小信号模型建立及闭环控制研究
4.1 引言
4.2 SSA法建模
4.3 控制器补偿环节设计
4.4 数字控制器设计与轻载下死区时间优化
4.5 本章小结
第5章 样机研制与实验验证
5.1 变换器的整体结构设计
5.2 样机实验结果
5.3 系统损耗分析
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种三电平高增益DC-DC变换器[J]. 张超兰,陈乐朋,潘迦蓝. 通信电源技术. 2019(04)
[2]2019年光伏及风电产业前景预测与展望[J]. 吕鑫,刘天予,董馨阳,祁雨霏,吕一明. 北京理工大学学报(社会科学版). 2019(02)
[3]中国光伏产业发展现状与展望[J]. 王勃华. 电力设备管理. 2019(02)
[4]日德美三国光伏发展经验及其借鉴意义[J]. 钱鹏展. 中外能源. 2017(11)
[5]China’s Energy Landscape Growing:Report[J]. Li Wenxin. China Oil & Gas. 2017(01)
[6]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)
[7]可再生能源:回顾“十一五”展望“十二五”（中）[J]. 包婧文,安丽珍. 太阳能. 2011(05)
[8]气候变化、能源与环境[J]. 世界环境. 2010(03)
[9]全要素能源效率与环境污染关系研究[J]. 李国璋,江金荣,周彩云. 中国人口·资源与环境. 2010(04)
博士论文
[1]非隔离型高升压比直流变换器的研究[D]. 吴刚.南京航空航天大学 2017
[2]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
[3]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
[4]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]基于GaN的高频高升压比改进型SEPIC变换器研究[D]. 邱玉萍.哈尔滨工业大学 2019
[2]高电压增益低电流纹波DC/DC变换技术研究[D]. 苗靖雯.哈尔滨工业大学 2018
[3]耦合电感倍压单元高增益软开关变换器研究[D]. 林雪凤.西南交通大学 2018
本文编号：3449759
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题来源及研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 隔离型高增益DC-DC变换器研究现状
1.2.2 非隔离型高增益DC-DC变换器研究现状
1.3 课题主要研究内容
第2章 带有电感储能单元的开关电容变换器原理分析
2.1 引言
2.2 基本开关电容变换器
2.3 BOOST、BUCK-BOOST型开关电容变换器及其衍生变换器
2.4 CISCC-I DC-DC变换器
2.5 基于PSIM的仿真验证
2.6 本章小结
第3章 SCCIHG DC-DC变换器原理分析与设计
3.1 引言
3.2 SCCIHG DC-DC变换器的提出及模态分析
3.3 SCCIHG DC-DC变换器工作特性分析
3.3.1 理论电压增益推导
3.3.2 器件电压电流应力分析
3.3.3 软开关实现条件
3.4 系统参数设计
3.5 基于PSIM的仿真验证
3.6 本章小结
第4章 小信号模型建立及闭环控制研究
4.1 引言
4.2 SSA法建模
4.3 控制器补偿环节设计
4.4 数字控制器设计与轻载下死区时间优化
4.5 本章小结
第5章 样机研制与实验验证
5.1 变换器的整体结构设计
5.2 样机实验结果
5.3 系统损耗分析
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种三电平高增益DC-DC变换器[J]. 张超兰,陈乐朋,潘迦蓝. 通信电源技术. 2019(04)
[2]2019年光伏及风电产业前景预测与展望[J]. 吕鑫,刘天予,董馨阳,祁雨霏,吕一明. 北京理工大学学报(社会科学版). 2019(02)
[3]中国光伏产业发展现状与展望[J]. 王勃华. 电力设备管理. 2019(02)
[4]日德美三国光伏发展经验及其借鉴意义[J]. 钱鹏展. 中外能源. 2017(11)
[5]China’s Energy Landscape Growing:Report[J]. Li Wenxin. China Oil & Gas. 2017(01)
[6]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)
[7]可再生能源:回顾“十一五”展望“十二五”（中）[J]. 包婧文,安丽珍. 太阳能. 2011(05)
[8]气候变化、能源与环境[J]. 世界环境. 2010(03)
[9]全要素能源效率与环境污染关系研究[J]. 李国璋,江金荣,周彩云. 中国人口·资源与环境. 2010(04)
博士论文
[1]非隔离型高升压比直流变换器的研究[D]. 吴刚.南京航空航天大学 2017
[2]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
[3]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
[4]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]基于GaN的高频高升压比改进型SEPIC变换器研究[D]. 邱玉萍.哈尔滨工业大学 2019
[2]高电压增益低电流纹波DC/DC变换技术研究[D]. 苗靖雯.哈尔滨工业大学 2018
[3]耦合电感倍压单元高增益软开关变换器研究[D]. 林雪凤.西南交通大学 2018
本文编号：3449759
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlidianqilunwen/3449759.html
