一种交错并联高增益Boost变换器及其拓展研究

发布时间：2021-04-21 02:56

　　世界能源不断向多元化、清洁化、低碳化转型的历程中,环境友好型的新能源系统正扮演者重要的角色。诸如光伏（PV）、燃料电池的新能源发电系统的低输出电压（18-36V）,难以满足负载和并网逆变器对输入电压等级的要求。因此,需高效、高升压变比的DC-DC变换器提高电压以满足应用场景对电压等级的需求。此外,新能源发电系统的效率和寿命会受到输入电流纹波的影响。因此,研究具有低输入电流纹波、高升压变比的新型交错并联Boost变换器具有重要的理论意义和应用价值。基于对国内外学者在交错并联Boost变换领域科研成果的学习和总结,首先提出了一种双电感双开关交错并联高增益Boost变换器。输入侧两相电感的并联结构具有减小输入侧的电流应力、降低导通损耗的功能。采用交错控制,可使两相流经电感上的电流在交错中互补,实现减少输入电流纹波的功能。二极管-电容倍压单元的引入提高了电压增益,同时降低了主功率开关的电压应力,从而可以选择低通态电阻和低电压等级的高性能MOSFET,降低开关损耗和通态损耗。此外,倍压单元的交叉耦合结构保证了两相输出电压自动均压功能的实现。这两相输出电容串联结构进一步提高了电压增益,并能有效地降... 

【文章来源】：安徽工业大学安徽省

【文章页数】：92 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究的背景及意义
    1.2 交错并联高增益DC/DC变换器研究现状
        1.2.1 隔离型交错并联高增益Boost变换器研究现状
        1.2.2 非隔离型交错并联高增益Boost变换器研究现状
    1.3 本文主要内容
第二章 双电感双开关交错并联高增益Boost变换器
    2.1 引言
    2.2 双电感双开关交错并联高增益Boost变换器拓扑推演
    2.3 所提DIDSI-Boost变换器CCM模式下的工作原理与稳态性能分析
        2.3.1 所提DIDSI-Boost变换器的CCM模式下的工作原理
        2.3.2 所提DIDSI-Boost变换器的CCM模式下的稳态性能分析
    2.4 所提DIDSI-Boost变换器DCM模式下的工作原理与稳态性能分析
        2.4.1 所提DIDSI-Boost变换器的DCM模式下的工作原理
        2.4.2 所提DIDSI-Boost变换器的DCM模式下的稳态性能分析
    2.5 所提DIDSI-Boost变换器的性能分析
        2.5.1 所提DIDSI-Boost变换器的输入电流纹波分析
        2.5.2 所提DIDSI-Boost变换器的自动均压性能分析
        2.5.3 所提DIDSI-Boost变换器的输出电压纹波分析
        2.5.4 所提DIDSI-Boost变换器的损耗分析
    2.6 仿真分析
    2.7 本章小结
第三章 双耦合电感双开关交错并联高增益Boost变换器
    3.1 引言
    3.2 双耦合感双开关交错并联高增益Boost变换器拓扑推演
    3.3 所提DCDSI-Boost变换器CCM模式下的工作原理与稳态性能分析
        3.3.1 所提DCDSI-Boost变换器的CCM模式下的工作原理
        3.3.2 所提DCDSI-Boost变换器的CCM模式下的稳态性能分析
    3.4 所提DCDSI-Boost变换器DCM模式下的工作原理与稳态性能分析
        3.4.1 所提DCDSI-Boost变换器的DCM模式下的工作原理
        3.4.2 所提DCDSI-Boost变换器的DCM模式下的稳态性能分析
    3.5 所提DCDSI-Boost变换器的性能分析
        3.5.1 所提DCDSI-Boost变换器的输入电流纹波分析
        3.5.2 所提DIDSI-Boost变换器的均压控制分析
        3.5.3 所提DIDSI-Boost变换器的损耗分析
    3.6 仿真分析
    3.7 本章小结
第四章 变换器的建模与控制器的设计
    4.1 引言
    4.2 所提DIDSI-Boost变换器建模与闭环补偿器设计
        4.2.1 所提DIDSI-Boost变换器的状态空间平均方程
        4.2.2 所提DIDSI-Boost变换器的状态空间小信号模型
        4.2.3 所提DIDSI-Boost闭环补偿器设计
    4.3 所提DCDSI-Boost变换器建模与闭环补偿器设计
    4.4 本章小结
第五章 硬件设计与实验验证
    5.1 引言
    5.2 主电路参数设计
    5.3 采样电路设计
    5.4 驱动电路设计
    5.5 所提DIDSI-Boost变换器实验结果
    5.6 所提DCDSI-Boost变换器实验结果
    5.7 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 全文工作总结
    6.2 后续研究工作展望
参考文献
附录 A插图清单
附录 B附表清单
在学研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]中国燃料电池汽车发展问题研究[J]. 刘宗巍,史天泽,郝瀚,赵福全.  汽车技术. 2018(01)
[2]燃料电池技术及产业发展展望[J]. 马晓晨.  科技中国. 2017(12)
[3]高增益隔离DC/DC变换器的研究[J]. 熊泽成,尹强,任晓丹,赵启良,王永锋.  电气传动. 2017(12)
[4]一种隔离型有源箝位交错并联Boost软开关变换器[J]. 吕晓东,李武华,吴建德,何湘宁.  中国电机工程学报. 2008(27)

博士论文
[1]高增益非隔离型Boost变换器拓扑及其衍生方法研究[D]. 胡雪峰.南京航空航天大学 2014
[2]三绕组耦合电感实现高增益、高效率交错并联软开关Boost变流器[D]. 李武华.浙江大学 2008

硕士论文
[1]燃料电池电动汽车混合动力系统的仿真研究[D]. 陈明帅.青岛大学 2018
[2]燃料电池汽车DC-DC变换器拓扑结构的研究[D]. 刘劼勋.清华大学 2016



本文编号：3150914