非隔离型多相交错并联高增益双向DC/DC变换器研究

发布时间：2023-02-09 13:30

　　随着传统能源日益消耗以及由此带来环境污染问题,人类对新能源的利用开发已是迫在眉睫。在新能源被广泛开发利用的背景下,光伏系统、电动汽车、储能系统等新能源行业得到巨大的需求和发展。双向DC/DC变换器作为新能源开发利用的重要电能转换设备,在实际的应用中具有巨大的研究价值。非隔离型多相交错并联高增益双向DC/DC变换器因其具有体积小、低电压应力、效率高、增益大等优点,在低压大电流输入、高压输出的应用场合受到了广泛关注。为此,本文主要对非隔离型多相交错并联高增益双向DC/DC变换器展开研究。首先,对高增益双向DC/DC变换器的研究背景及发展现状进行分析总结。并重点对非隔离型多相交错并联高增益双向DC/DC变换器进行分析与研究。针对传统固定相移控制下,多相交错并联高增益双向DC/DC变换器很难在宽占空比范围内实现各相均流的问题,提出了一种可变相移控制策略,进一步拓宽了多相变换器的均流范围,并在所提控制策略下详细分析了变换器的稳态电压增益、功率开关器件的电流与电压应力等,并对变换器运行在Boost模式与Buck模式下的工作原理进行了详细分析。其次,在上述分析的基础上,针对变换器的轻载运行,提出一种...

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 课题背景及研究意义
    1.2 课题研究现状及分析
        1.2.1 单向高增益DC/DC变换器研究现状
        1.2.2 双向高增益DC/DC变换器研究现状
        1.2.3 交错并联研究现状
    1.3 本文的主要研究内容
2 多相高增益双向DC/DC变换器及其控制策略
    2.1 引言
    2.2 多相变换器拓扑结构
    2.3 Boost升压模式
        2.3.1 各相均流原理与控制
        2.3.2 所提变相移控制下多相变换器性能分析
        2.3.3 Boost模式工作原理
    2.4 调频控制临界导通下高增益DC/DC变换器
        2.4.1 高增益DC/DC变换器BCM模式
        2.4.2 临界导通模式调频控制策略
    2.5 Buck降压模式
        2.5.1 Buck模式均流控制
        2.5.2 Buck模式工作原理
    2.6 本章小结
3 Boost模式小信号建模与损耗模型
    3.1 引言
    3.2 Boost模式小信号模型
        3.2.1 小信号模型建立
        3.2.2 小信号模型验证
    3.3 多相变换器导通损耗模型
    3.4 本章小结
4 实验样机研制
    4.1 引言
    4.2 主功率器件设计
        4.2.1 升压电感
        4.2.2 上下臂开关管MOSFET
        4.2.3 各级开关电容和滤波电容
    4.3 实验样机设计
        4.3.1 样机构成
        4.3.2 控制电路
        4.3.3 辅助供电电路
        4.3.4 MOSFET驱动电路
        4.3.5 电压采样电路
    4.4 系统软件设计
        4.4.1 主程序设计
        4.4.2 软启动子程序
        4.4.3 中断服务子程序
    4.5 本章小结
5 实验研究
    5.1 引言
    5.2 实验样机
    5.3 均流实验验证
    5.4 Boost升压模式
        5.4.1 开环实验验证
        5.4.2 闭环实验验证
    5.5 损耗模型验证与效率分析
        5.5.1 损耗模型实验验证
        5.5.2 效率分析
    5.6 本章小结
6 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 后续工作展望
致谢
参考文献
个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果



本文编号：3738826