双有源桥四绕组DC/DC变换器的调制优化研究
发布时间：2023-01-30 10:14
双有源桥DC/DC变换器（Dual Active Bridge Converter,DAB）凭借其拓扑结构简单、易于控制、双向功率传输、易于实现软开关等众多优点,成为了可再生能源发电和智能电网中常用的隔离型DC/DC变换器。因此,对DAB变换器的研究成为了近年来学术界的一个热门研究方向。本文拟在此背景下提出一种改进型DAB变换器,并且设计出一种优化控制方案,在考虑功率器件寄生参数的基础上扩大变换器的软开关范围,同时提高其在全功率范围内的工作效率。为了达成上述研究目标,本文首先通过改进传统DAB拓扑结构,提出了一种具有四绕组结构变压器的具备双向升降压能力的改进型双有源桥DC/DC变换器拓扑,并推导了该拓扑在扩展移相调制以及三重移相调制下的电流与功率特性;随后在变换器两侧各为低压侧时的两种情况下对该拓扑的软开关条件进行了分析,提出一种可适用于全功率范围的软开关控制方案,并借助仿真验证了软开关控制的可行性与改进型拓扑相较于传统拓扑的优越性;然后分别推导了EPS以及TPS调制下的电流平均值特性,给出了详细的开关损耗与导通损耗计算方法,并根据分析结果给出了一种在实现软开关前提下进一步优化变换器工...
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景
1.2 研究现状综述
1.2.1 拓扑研究现状综述
1.2.2 控制研究现状综述
1.3 课题研究意义及主要内容
1.3.1 研究意义
1.3.2 主要内容
第2章 双有源桥四绕组DC/DC变换器拓扑分析
2.1 引言
2.2 基本拓扑结构及其等效分析
2.2.1 基本拓扑结构
2.2.2 改进型拓扑的等效分析
2.3 电流及功率特性分析
2.3.1 EPS调制下的电流及功率特性
2.3.2 TPS调制下的电流及功率特性
2.4 本章小结
第3章 双有源桥四绕组DC/DC变换器的软开关分析
3.1 引言
3.2 软开关条件分析
3.3 仿真分析
3.4 本章小结
第4章 双有源桥四绕组DC/DC变换器的效率优化调制
4.1 引言
4.2 电流有效值特性分析
4.2.1 EPS调制的电流有效值特性分析
4.2.2 TPS调制的电流有效值特性分析
4.3 基于软开关控制的混合调制方案研究
4.3.1 功率区间的划分
4.3.2 开关损耗及导通损耗分析
4.3.3 优化轨迹曲线分析
4.4 本章小结
第5章 硬件参数设计与实验验证
5.1 .引言
5.2 硬件参数设计
5.2.1 电感设计
5.2.2 变压器设计
5.2.3 电容选取
5.2.4 功率开关器件选取
5.3 实验验证
5.3.1 稳态波形分析
5.3.2 软开关波形分析
5.3.3 混合调制效率分析
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]考虑不同软开关模式的双有源桥变换器电流应力优化方法[J]. 胡燕,张宇,张天晖,陈庆,刘瑞煌,魏星琦. 电力系统自动化. 2019(23)
[2]宽输入电压双有源桥变换器电流有效值最小控制方法研究[J]. 费跃,李若愚,雷园,舒泽亮. 中国电机工程学报. 2019(19)
[3]三重移相调制下DAB变换器全功率范围统一ZVS控制策略[J]. 邵持,童安平,钱语安,杭丽君,何远彬,李国杰,曾平良,吴秋伟. 中国电机工程学报. 2019(19)
[4]基于电流有效值最小控制的双有源DC/DC变换器[J]. 胡文涛,舒泽亮,孟令辉. 电力电子技术. 2019(08)
[5]扩展移相控制的双有源桥DC-DC变换器的优化控制策略[J]. 郭华越,张兴,赵文广,高帅,王付胜. 中国电机工程学报. 2019(13)
[6]基于模型前馈的双有源全桥DC-DC变换器电流应力优化方法[J]. 安峰,杨柯欣,王嵩,罗书聪,冯晓云. 电工技术学报. 2019(14)
[7]基于扩展相移的双有源全桥DC-DC变换器多目标优化控制方法[J]. 安峰,宋文胜,杨柯欣. 中国电机工程学报. 2019(03)
[8]环境污染与经济发展关系实证研究的文献综述[J]. 杨晓娟,李梅芳,王睿,谷金钟. 环境科学与管理. 2016(06)
[9]基于三重移相控制的双主动全桥直流变换器优化调制策略[J]. 黄珺,王跃,李卓强,雷万钧. 中国电机工程学报. 2016(06)
[10]我国能源利用现状与对策[J]. 许红星. 中外能源. 2010(01)
本文编号：3732967
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景
1.2 研究现状综述
1.2.1 拓扑研究现状综述
1.2.2 控制研究现状综述
1.3 课题研究意义及主要内容
1.3.1 研究意义
1.3.2 主要内容
第2章 双有源桥四绕组DC/DC变换器拓扑分析
2.1 引言
2.2 基本拓扑结构及其等效分析
2.2.1 基本拓扑结构
2.2.2 改进型拓扑的等效分析
2.3 电流及功率特性分析
2.3.1 EPS调制下的电流及功率特性
2.3.2 TPS调制下的电流及功率特性
2.4 本章小结
第3章 双有源桥四绕组DC/DC变换器的软开关分析
3.1 引言
3.2 软开关条件分析
3.3 仿真分析
3.4 本章小结
第4章 双有源桥四绕组DC/DC变换器的效率优化调制
4.1 引言
4.2 电流有效值特性分析
4.2.1 EPS调制的电流有效值特性分析
4.2.2 TPS调制的电流有效值特性分析
4.3 基于软开关控制的混合调制方案研究
4.3.1 功率区间的划分
4.3.2 开关损耗及导通损耗分析
4.3.3 优化轨迹曲线分析
4.4 本章小结
第5章 硬件参数设计与实验验证
5.1 .引言
5.2 硬件参数设计
5.2.1 电感设计
5.2.2 变压器设计
5.2.3 电容选取
5.2.4 功率开关器件选取
5.3 实验验证
5.3.1 稳态波形分析
5.3.2 软开关波形分析
5.3.3 混合调制效率分析
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]考虑不同软开关模式的双有源桥变换器电流应力优化方法[J]. 胡燕,张宇,张天晖,陈庆,刘瑞煌,魏星琦. 电力系统自动化. 2019(23)
[2]宽输入电压双有源桥变换器电流有效值最小控制方法研究[J]. 费跃,李若愚,雷园,舒泽亮. 中国电机工程学报. 2019(19)
[3]三重移相调制下DAB变换器全功率范围统一ZVS控制策略[J]. 邵持,童安平,钱语安,杭丽君,何远彬,李国杰,曾平良,吴秋伟. 中国电机工程学报. 2019(19)
[4]基于电流有效值最小控制的双有源DC/DC变换器[J]. 胡文涛,舒泽亮,孟令辉. 电力电子技术. 2019(08)
[5]扩展移相控制的双有源桥DC-DC变换器的优化控制策略[J]. 郭华越,张兴,赵文广,高帅,王付胜. 中国电机工程学报. 2019(13)
[6]基于模型前馈的双有源全桥DC-DC变换器电流应力优化方法[J]. 安峰,杨柯欣,王嵩,罗书聪,冯晓云. 电工技术学报. 2019(14)
[7]基于扩展相移的双有源全桥DC-DC变换器多目标优化控制方法[J]. 安峰,宋文胜,杨柯欣. 中国电机工程学报. 2019(03)
[8]环境污染与经济发展关系实证研究的文献综述[J]. 杨晓娟,李梅芳,王睿,谷金钟. 环境科学与管理. 2016(06)
[9]基于三重移相控制的双主动全桥直流变换器优化调制策略[J]. 黄珺,王跃,李卓强,雷万钧. 中国电机工程学报. 2016(06)
[10]我国能源利用现状与对策[J]. 许红星. 中外能源. 2010(01)
本文编号：3732967
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