功能解耦高增益DC/DC变换器研究

发布时间：2021-10-11 21:06

　　高增益直流电源在光伏阵列和燃料电池的并网,工农业及医疗科学领域均具有广泛的应用,而在许多应用场合中,存在输入电压电压远低于所需输出电压情况,需采用高效率、高增益DC/DC变换器来实现电压匹配。本文在现有高增益DC/DC变换器拓扑基础上,提出功能解耦型高增益DC/DC变换器,该变换器由直流变压单元和辅助变换单元通过输入并联、输出串联组合而成,分别实现高效、高增益变换和输出稳压功能。基于直流变压单元和辅助变换单元的功能及性能需求,确定了它们的主电路拓扑。在此基础上,根据直流变压单元实现高效、高增益变换的需求,对其工作模态进行了解析,根据不同工作模式下模态之间的联系,解析工作模式,并确定其工作于不同模式的边界条件,最终形成了定量设计方法;根据辅助变换单元实现输出稳压的需求,对各种控制方案进行了对比分析,根据分析结果确定了控制方案。最后,根据上述理论分析及设计结果,搭建了实验样机进行相关实验验证。论文的具体研究内容如下:首先,介绍了高增益变换器的应用背景,在此基础上将应用中所需高增益变换器分为三类,开关电容、开关电感型,耦合电感型,组合型。对基本开关电容电感变换器工作原理进行分析,得出其优势和... 

【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
1 绪论
    1.1 选题背景
    1.2 非隔离型高增益DC/DC变换器研究现状
        1.2.1 开关电容、电感型
        1.2.2 耦合电感型
        1.2.3 组合型
    1.3 功能解耦型DC/DC变换器研究现状
    1.4 论文的主要研究内容
2 主电路拓扑及控制原理分析
    2.1 引言
    2.2 拓扑架构分析
    2.3 高效高增益直流变压单元
        2.3.1 拓扑选型
        2.3.2 工作原理
    2.4 辅助稳压单元
        2.4.1 拓扑选型
        2.4.2 控制方案
        2.4.3 控制方案分析
    2.5 本章小结
3 直流变压单元工作分析
    3.1 引言
    3.2 LLC谐振变换器波形解析
        3.2.1 工作模态解析
        3.2.2 工作模式解析
    3.3 工作模式边界条件
        3.3.1 不同模式间边界条件
        3.3.2 PN与PON的峰值增益边界
    3.4 实例验证与分析
        3.4.1 实例验证
        3.4.2 工作模式分析
    3.5 本章小结
4 变换器参数设计与实验验证
    4.1 引言
    4.2 设计要求
    4.3 参数设计
        4.3.1 高频变压器匝数比Nm
        4.3.2 谐振回路参数设计
        4.3.3 正相Buck-Boost电路参数及控制方案设计
    4.4 实验验证
    4.5 本章小结
5 总结与展望
    5.1 论文工作总结
    5.2 后续研究展望
致谢
参考文献
附录
    A.作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录
    B.作者在攻读硕士学位期间参与的科研项目
    C.文中公式
    D.实验样机


【参考文献】：
期刊论文
[1]一种零输入电流纹波高增益DC-DC变换器[J]. 高伟,罗全明,张阳,吕星宇,周雒维.  电工技术学报. 2018(02)
[2]一种带耦合电感的有源钳位高增益Boost变换器[J]. 罗全明,张阳,闫欢,周雒维.  中国电机工程学报. 2014(27)
[3]一种新颖的四开关Buck-Boost变换器[J]. 任小永,唐钊,阮新波,危建,华桂潮.  中国电机工程学报. 2008(21)
[4]寄生电容对串联谐振电容器充电电源特性的影响[J]. 钟和清,徐至新,邹云屏,郭良福,周丕璋,郑万国.  中国电机工程学报. 2005(10)

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

硕士论文
[1]低电压应力有源钳位耦合电感型高增益DC/DC变换器研究[D]. 张阳.重庆大学 2015
[2]非隔离型交错并联高增益DC/DC变换器的研究[D]. 闫欢.重庆大学 2014
[3]基于LLC谐振变换器的高压母线变换器的研究[D]. 冒小晶.南京航空航天大学 2012



本文编号：3431239