基于LLC谐振的双向AC/DC变换器设计

发布时间：2021-06-06 18:36

　　储能系统拥有广泛的应用前景,除了可再生能源上的应用外,也可应用于紧急备用电力系统,甚至是智能电网、电动汽车等新兴技术。储能技术皆为不可或缺的核心技术。随着储能技术的不断进步,储能系统中所要使用的双向AC/DC变换器的也将受到广泛的关注。双向AC/DC变换器在实现储能系统和电网的能量双向转换方面的作用至关重要。本文主要研究适用于储能系统的双向AC/DC变换器主电路及其关键技术。本文设计了基于PWM调制策略的占空比前馈控制方案。采用简化PWM控制,能有效降低变换器的开关损耗。推导了简化PWM调制下的状态方程,设计了占空比前馈控制方案,研究了在简化PWM调制下利用占空比前馈控制,全桥AC/DC变换器的工作情况,给出了仿真结果。分析了双向LLC谐振变换器正反向工作特性,设计了同步整流控制方案和交错并联方案。由双向LLC谐振变换器的正反向交流等效模型,推导出正反向阻抗和电压增益方程,详细分析了其正反向工作特性,确定了LLC谐振变换器的理想工作区域。设计了低压侧同步整流管驱动的控制方案和交错并联方案。设计了系统元件和补偿环路参数,搭建了实验系统。根据设计指标,完成了系统主要参数设计,为确保系统稳定... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章绪论
    1.1 课题的研究背景和意义
    1.2 双向AC/ DC变换器
    1.3 双向DC/ DC变换器
        1.3.1 非隔离型双向DC/DC变换器
        1.3.2 隔离型双向DC/DC变换器
    1.4 谐振技术在双向DC/ DC变换器中的应用
    1.5 本论文的主要内容
第2章 全桥AC/DC简化PWM调制策略研究
    2.1 引言
    2.2 简化P WM调制下全桥AC/ DC工作原理
        2.2.1 整流模式工作状态
        2.2.2 逆变模式工作状态
    2.3 三种P WM调制方式的比较
        2.3.1 开关变换次数对比
        2.3.2 开关功率损耗对比
    2.4 占空比前馈控制
    2.5 双向AC/ DC变换器的仿真分析
    2.6 本章总结
第3章 双向LLC谐振变换器工作特性分析
    3.1 引言
    3.2 LLC谐振变换器基本原理
    3.3 双向LLC谐振变换器正向工作原理和特性
        3.3.1 正向工作特性分析
        3.3.2 正向工作状态
    3.4 双向LLC谐振变换器反向工作原理和特性
        3.4.1 反向工作特性分析
        3.4.2 反向工作状态
    3.5 低压输出侧同步整流技术
        3.5.1 低压侧同步整流驱动
        3.5.2 低压侧同步整流管驱动信号控制实现
    3.6 交错并联双向LLC谐振变换器
    3.7 双向LLC谐振变换器的仿真分析
    3.8 本章总结
第4章 系统参数设计
    4.1 引言
    4.2 双向全桥AC/ DC参数的设计
        4.2.1 电网侧电感的设计
        4.2.2 直流侧母线电容的设计
    4.3 双向LLC谐振变换器参数设计
        4.3.1 谐振槽元件的选择
        4.3.2 输出电容Co的选择
    4.4 控制环路设计
        4.4.1 双向全桥AC/DC的控制环路设计
        4.4.2 LLC谐振变换器的控制环路设计
    4.5 本章总结
第5章系统实验分析
    5.1 引言
    5.2 控制系统设计
        5.2.1 采样电路
        5.2.2 驱动电路
        5.2.3 软件控制实现
        5.2.4 系统软启动控制
    5.3 实验分析
        5.3.1 系统软启动
        5.3.2 系统功率换向
        5.3.3 驱动信号
        5.3.4 动态响应
        5.3.5 效率测试
    5.4 本章总结
结论
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]双向LLC谐振型直流变压器的软启动及功率换向控制[J]. 陈启超,王建赜,纪延超.  电工技术学报. 2014(08)
[2]一种高频隔离LLC谐振双向直流变换器的实现[J]. 蔡莹莹,王聪,王艳秋.  电力电子技术. 2014(06)
[3]基于全桥LLC谐振的双向直流变压器[J]. 辛玉宝,辛玉才,张方华,王长宝.  电力电子技术. 2013(04)
[4]可再生能源发电中的电池储能系统综述[J]. 丁明,陈忠,苏建徽,陈中,吴建锋,朱承治.  电力系统自动化. 2013(01)
[5]间歇性可再生能源发电中的储能技术研究[J]. 关晓慧,吕跃刚.  能源与节能. 2011(02)

博士论文
[1]单相PWM整流器谐波电流抑制算法研究[D]. 高吉磊.北京交通大学 2012
[2]PWM整流器及其控制策略的研究[D]. 张兴.合肥工业大学 2003

硕士论文
[1]双向LLC谐振变换器的设计[D]. 赵慧超.华北电力大学 2013



本文编号：3214926