超级电容能量回收双向DC-DC变换器的研究

发布时间：2017-11-14 23:10

  本文关键词：超级电容能量回收双向DC-DC变换器的研究

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【摘要】：环境污染、石油资源枯竭等问题的日益加重引发了人们对新型环保能源的研发热潮。超级电容含有不但放电时电流大,充电时电流同样很大、单位体积内含有的功率能量密度高、可以循环使用的次数多、容量不会发生变化等优点,是新的能够储存能量的器件,在混合动力驱动的汽车、纯电力驱动的汽车、UPS电源、微网系统以及工业自动化等相关领域被普遍的应用。由超级电容组成的储存能量系统一般要求能够和高压侧的直流母线进行双向能量流通,双向流动的DC-DC变换器可以在很大程度上降低成本,减小储能设备需要的空间和重量,对其的研究拥有相当的价值。本文经过对超级电容以及各种双向DC-DC变换器基本组成结构的研究,提出了一种交错并联磁集成软开关能量双向流动DC-DC变换器。在双向DC-DC变换器中加入交错并联磁件集成软开关技术可以降低变换器输出电流的纹波,提升电路的瞬态响应反应,降低开关损耗。针对不同运行状态下的功率流向,对交错并联磁件集成能量双向流动DC-DC变换器的运行状态进行分析,并推导了稳态工作时的基本方程,获得了稳态电压增益,给出了能够达到软开关的条件,可以使电路中开关器ZVS导通。通过分析等效电感,得到了输出稳态纹波与动态响应以及集成电感耦合系数的关系,并给出了设计范围,利用阵列式磁芯设计了耦合电感,并介绍了设计的方法。针对双向DC-DC变换器工作模式的不同,分析了实际使用条件的需求,并指定可相对应的控制策略,给出了Boost和Buck模式下的小信号动态模型,设计了相对应模式下的控制器,以提高系统的性能。详细介绍了控制电路算法和可以让变换器工作的的相关实物电路的设计与实现。最后经由仿真以及实验对本文原理分析和公式推导做了验证。
【学位授予单位】：辽宁工程技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM46;TM53

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 祝珂;;超级电容器在电动车和混合动力车上的应用[J];汽车工程师;2012年12期

2 杨玉岗;李涛;冯本成;;交错并联磁集成双向DC/DC变换器的设计准则[J];中国电机工程学报;2012年30期

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本文编号：1187373