大功率隔离型双向DC/DC变换器的研制

发布时间：2024-01-31 02:00

　　随着新能源技术,储能技术等电力技术快速发展,隔离型双向直流变换器(Isolated Bidirectional DC/DC,IBDC)因其具有高频隔离和控制能量双向流动等特点,在高压大功率应用场合展现出巨大技术优势。当前国内外研究主要停留在理论仿真和小功率试验样机的研究阶段,对于在大功率应用领域出现的诸多实际问题,尤其是最为基本的安全稳定性研究较少。另外,双移相控制策略可以实现对IBDC变换器双向能量传输的灵活控制。而对IBDC变换器采用双移相控制系统的实现也是IBDC研制的关键技术之一。本文通过研究IBDC变换器的电路拓扑、数学建模、控制理论进行软硬件系统的设计,对IBDC变换器安全性和稳定性进行深入研究,并最终研制出可以安全稳定灵活运行的大功率IBDC变换器。首先,分析了IBDC的电路拓扑和工作原理,建立IBDC变换器的数学模型,对双移相控制策略及其优越性进行了详细说明。其次,对实际工程中的对IBDC安全稳定运行危害最大的问题进行了深入研究。针对IGBT关断电压尖峰,通过分析IBDC变换器换流模态分析了其产生的原因,采取了层叠母排的设计方法和串入辅助电抗的方法两种措施进行抑制。对于...

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图1-1典型IBDC拓扑结构

4（b）SRC图1-1典型IBDC拓扑结构

图2-1二极管箝位型IBDC变换器电路拓扑

图2-1二极管箝位型IBDC变换器电路拓扑C变换器双移相控制的工作原理为双移相控制原理波形，其中S1-S4和Q1-Q4为对应开关的控制S，S和S，Q和Q，Q和Q的控制信号分别互补；D表示原

图2-2双移相控制原理波形

图2-2双移相控制原理波形：用T型等效电路代替变压器，L为变压器漏感和的励磁电感远远大于漏感，励磁电感可以被考虑为两个方波电压源和电感L连接的等效电路图代替。

图2-3隔离双向DC/DC变换器三电平结构模态

（i）模态9（j）模态10图2-3隔离双向DC/DC变换器三电平结构模态（1）模态1（t0-t1）:图2-3（a）所示为模态1的IBDC等效电路图，在时刻t0之前，原边桥S3和S4导通，副边桥M3和M4导通，变压器电流反向，在时刻t0，

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