集成多端口DC/DC变换器拓扑衍生与分析方法研究

发布时间：2021-12-12 09:06

　　能源危机与环境问题为社会的可持续发展带来了严峻的考验,可再生能源的开发与利用、分布式能源技术的优化与提升成为了社会广泛关注的热点。在分布式能源系统的研究中,多端口 DC/DC变换器占据了重要的地位,它可以实现可再生能源、储能元件和负载的混合连接,完成电能的高效转换。同时,多端口 DC/DC变换器在汽车电子、备用电源等领域也得到了广泛的应用。但是,现有的多端口 DC/DC变换器存在器件数量多、交叉调整性能差、效率低等问题,使其应用受到一定的限制。本文通过对已有的多端口 DC/DC变换器方案进行综述,分析比较了各类拓扑的构成方法及其优缺点。其中,为得到N个独立的输出端口,传统分立的双向多端口 DC/DC变换器使用2N个开关器件,传统分立的单向多端口 DC/DC变换器使用N个开关管与N个二极管,器件数目多、变换器成本高。然而理论上,N个端口的独立控制仅需要N个控制自由度（如占空比、频率等）,即只需要N+1个开关管。因此,本文提出了一种使用N+1个开关器件实现N个独立可控端口的变换器拓扑衍生方法,并由此推导出可适应不同应用场合的一系列变换器拓扑。本文从传统非隔离和隔离的DC/DC变换器中分别总... 

【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：96 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 多端口DC/DC变换器研究
        1.2.1 并联的传统多端口DC/DC变换器
        1.2.2 多绕组DC/DC变换器
        1.2.3 单电感多输出DC/DC变换器
    1.3 本文的研究意义和主要内容
        1.3.1 研究意义
        1.3.2 主要内容
2 开关管复用多端口DC/DC变换器拓扑衍生方法
    2.1 基于非隔离模块的非隔离开关管复用多端口DC/DC变换器拓扑衍生
    2.2 拓扑衍生方法推广
        2.2.1 基于隔离模块的隔离开关管复用多端口DC/DC变换器拓扑衍生
        2.2.2 混合开关管复用多端口DC/DC变换器拓扑衍生
3 集成双输出Buck变换器
    3.1 电路工作原理
        3.1.1 集成双输出Buck变换器特点
        3.1.2 集成双输出Buck交换器工作过程
    3.2 特性分析
        3.2.1 电压增益
        3.2.2 电压应力
        3.2.3 电流应力
        3.2.4 软开关特性
    3.3 小信号模型
    3.4 电路参数设计
        3.4.1 器件选型
        3.4.2 磁性元件设计
        3.4.3 损耗分析
        3.4.4 采样电路设计
    3.5 仿真及实验验证
        3.5.1 仿真验证
        3.5.2 实验验证
4 集成双输出Flyback变换器
    4.1 电路工作原理
        4.1.1 集成双输出Flyback变换器特点
        4.1.2 集成双输出Flyback变换器工作过程
    4.2 特性分析
        4.2.1 电压增益
        4.2.2 电压应力
        4.2.3 电流应力
        4.2.4 软开关特性
    4.3 电路参数设计
        4.3.1 器件选型
        4.3.2 磁性元件设计
        4.3.3 损耗分析
    4.4 仿真与实验验证
        4.4.1 仿真验证
        4.4.2 实验验证
5 集成双输出Buck-Flyback变换器
    5.1 电路工作原理
        5.1.1 集成双输出Buck-Flyback变换器特点
        5.1.2 集成双输出Buck-Flyback变换器工作过程
    5.2 特性分析
        5.2.1 电压增益
        5.2.2 电压应力
        5.2.3 电流应力
        5.2.4 软开关特性
    5.3 电路参数设计
        5.3.1 器件选型
        5.3.2 磁性元件设计
        5.3.3 损耗分析
    5.4 仿真及实验验证
        5.4.1 仿真验证
        5.4.2 实验验证
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间所发表的论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]DCM模式下交错并联磁集成双向DC/DC变换器的稳态性能分析[J]. 杨玉岗,邹雨霏,代少杰,马杰.  电工技术学报. 2015(11)
[2]半桥式三端口变换器建模与解耦控制[J]. 张君君,吴红飞,曹锋,朱励历,邢岩.  中国电机工程学报. 2015(03)
[3]应用于储能系统的双向DC-DC变换器研究[J]. 王冕,田野,李铁民,陈国柱.  电工技术学报. 2013(08)
[4]大规模储能技术在电力系统中的应用前景分析[J]. 国家电网公司"电网新技术前景研究"项目咨询组,王松岑,来小康,程时杰.  电力系统自动化. 2013(01)
[5]太阳能光伏/市电联合供电系统[J]. 王伟,吴犇,金科,阮新波.  电工技术学报. 2012(10)
[6]一种适用于宽输入电压范围的三端口变换器[J]. 陈润若,吴红飞,邢岩.  中国电机工程学报. 2012(27)
[7]电化学超级电容器建模研究现状与展望[J]. 赵洋,梁海泉,张逸成.  电工技术学报. 2012(03)
[8]副边调整式三端口半桥DC-DC变换器[J]. 吴红飞,邢岩,胡海兵,张君君,丁顺,陈润若.  中国电机工程学报. 2011(30)
[9]基于双输入/双输出变换器的三端口变换器拓扑[J]. 吴红飞,夏炎冰,邢岩.  中国电机工程学报. 2011(27)
[10]一种新的多输入全桥变换器[J]. 杨东升,阮新波,李艳,刘福鑫.  电工技术学报. 2011(08)

硕士论文
[1]电流型全桥与谐振全桥集成三端口变换器研究[D]. 姚帅.燕山大学 2013



本文编号：3536394