双向Buck-Boost与双有源桥集成的三端口变换器研究

发布时间：2017-11-30 09:19

本文关键词：双向Buck-Boost与双有源桥集成的三端口变换器研究

【摘要】：在各类三端口DC-DC变换器中,与双有源桥(Dual Acitve Bridge,DAB)集成的部分隔离型三端口变换器可实现开关器件共享,拓扑结构简单,还具有DAB易于实现零电压开通(zero-voltage-switching,ZVS)、双向功率流动的优点,适用于新能源独立供电系统。Boost或Buck与DAB集成的输入结构,由于其只能实现升压或降压变换,当电压宽范围变化时无法实现电压的实时匹配。针对这一问题,本文研究了一种双向Buck-Boost与DAB集成的三端口变换器。两输入源串联连接,即使端口电压宽范围变化,利用Buck-Boost电路灵活的升降压能力可使二者电压实时匹配,降低了对两个输入源端口电压等级的限制。论文详细介绍了系统能量管理的实现及双向Buck-Boost与DAB集成的三端口变换器在PWM加双移相调制策略下的基本工作原理,包括各阶段的等效电路和电压电流方程、不同模态下功率传输表达式。分析了变换器的ZVS特性,推导了原副边开关管实现ZVS的条件。分析并讨论了变换器的回流功率问题,得到了不同电压模态下回流功率优化的条件;再结合ZVS条件,得到了系统最终的优化控制方案,可保证相同输出功率条件下变换器的回流功率最小,且具有较宽的ZVS范围。最后,根据实验要求对变换器的硬件电路参数进行设计,搭建了350W的实验平台,对变换器的基本工作原理、ZVS特性及回流功率进行实验验证,给出了变换器的效率曲线,实验结果证明了该拓扑的可行性及优化控制方案的有效性。
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM46

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