双向隔离型全桥DC-DC变换器新型控制方式研究

发布时间：2018-04-05 01:01

  本文选题：双向隔离DC-DC变换器　切入点：单移相控制　出处：《北京交通大学》2014年硕士论文

【摘要】：本文主要研究了双向隔离型全桥DC-DC变换器的多种移相控制方式,并提出了一种新型移相控制方式和基于该新型移相控制方式的优化控制策略及双模切换策略。首先,全面研究了双向隔离型全桥DC-DC变换器在传统的单移相控制方式下的系统特性,包括全功率范围下的功率特性,全范围的软开关特性及死区补偿方式,提出了系统设计方法,通过实验和仿真进行了验证。为了解决传统控制方式下变换器在宽电压变比范围运行时存在的电流应力大,无功功率高,软开关范围窄等弊端,分析了双移相控制方式,建立了系统的稳态数学模型,给出了最优化的移相角组合,通过实验验证了双移相控制方式在系统轻载时可大幅度减小系统电流应力和无功功率,但该控制方式过于复杂,难以闭环实现,不易于工程应用。为解决传统控制方式的弊端且不增加系统控制的复杂度,本文提出了一种新型单移相控制,并形成了一整套完整的理论。在建立新型控制方式稳态数学模型的基础上,全面分析了新型单移相控制方式全电压变比范围的无功功率,回流功率,变压器电流有效值及峰值随输出功率的变化,并与传统的单移相控制方式进行对比。根据变换器不同的功率输出范围,进一步提出了基于新型单移相控制方式的优化控制策略,全面分析了优化控制策略下系统的软开关特性和死区补偿方式。该优化控制策略主要应用于系统中小功率负载输出时,与传统的控制方式相比,可大幅度降低系统的变压器电流有效值、峰值、无功功率及回流功率,同时也可扩大系统软开关范围；与双移相控制方式相比,该综合控制策略只需控制单一的移相角变量,控制方式简单,便于编程实现和反馈调节,同时可取得与双移相控制方式相似的控制效果。此外,当功率输出超出优化控制策略的输出范围时,为了保证系统全功率范围输出,提出了优化控制策略与传统单移相控制方式的双模切换策略。最后,通过一系列仿真和实验验证了新型单移相控制方式及优化控制策略理论分析的正确性。实验证明,优化控制策略可在全电压变比范围内大幅度减小系统电流应力和无功功率,拓展软开关范围,降低系统损耗,系统效率最高可提升30%。
[Abstract]:In order to solve the shortcomings of the traditional control mode , the system characteristics of the two - way isolated full - bridge DC - DC converter in the traditional single phase shift control mode , including the power characteristics under the full power range , the full range soft switching characteristics and the dead zone compensation mode , are analyzed .
In addition , when the power output exceeds the output range of the optimal control strategy , the dual mode switching strategy of the optimal control strategy and the traditional single phase shift control mode can be obtained .

【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM46

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本文编号：1712475