双向DC/DC变换器的交错并联磁集成及通道数控制研究

发布时间：2023-05-30 22:03

　　本文以集成电感器的设计为切入点,通过合理的结构设计,并将所设计的集成磁件运用到多通道交错并联双向直流斩波变换器中,使变换器各相性能指标获得明显提升。再将磁耦合技术与工作通道数控制相结合,使多路交错并联磁耦合双向直流斩波变换器的轻载效率获得进一步地提高。首先,以传统“EE”形,“EI”形集成电感器为例,为了克服上述两种耦合电感器气隙过于集中、磁压和磁通分布不够均匀、气隙离绕组过近等缺点,设计一种“E王E”形耦合电感器模型,建立了磁路模型,给出了制作方法。通过仿真实验与电路实验,证明提出的耦合电感器性能优越,实用性强。其次,分析了由PWM技术控制的变换器轻载效率过低,功率损耗较大的问题,并结合ISL6558控制芯片制作了一款四路通道数可控的降压变换器。根据轻载工作时负载的变化,适时地减小工作通道数,从而改善降压变换器的轻载效率。最后,以“E王E”形耦合电感器模型结构为基础,衍生出“I王I”形集成电感器,并将所制作的两相“I王I”形集成电感器应用于可控制工作通道数的四通道交错并联磁耦合双向直流斩波变换器中,将磁集成技术与工作通道数控制技术相结合并加以实验验证,结合了两种控制策略之后能够显著地...

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

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致谢
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 双向DC/DC变换器的概况
        1.1.1 双向DC/DC变换器的基本概念与应用领域
        1.1.2 双向DC/DC变换器国内外的研究成果
    1.2 交错并联磁集成技术的发展与现状
        1.2.1 交错并联磁集成技术概述
        1.2.2 国内外对集成磁件的研究成果与发展趋势
    1.3 多通道交错并联变换器通道数控制技术的介绍
    1.4 本文的选题依据与研究内容
        1.4.1 选题依据与意义
        1.4.2 主要研究内容
    1.5 本章小结
2 两通道“E 王 E”形耦合电感器的建模与研究
    2.1 两通道“EE”形,“EI”形耦合电感的建模分析
        2.1.1 “EE”形耦合电感器与“EI”形耦合电感器对比结果
    2.2 “E 王E”形耦合电感器的设计背景与自身特点
    2.3 “E 王 E”形耦合电感器介绍
        2.3.1 “E 王 E”形耦合电感器结构
        2.3.2 “E 王 E”形耦合电感器的电路模型
    2.4 “E 王 E”形耦合电感器的磁路模型
        2.4.1 “E 王 E”形耦合电感器的基本磁路模型
        2.4.2 “E 王 E”形耦合电感器的改进磁路模型
    2.5 “E 王 E”形耦合电感器的设计
    2.6 “E 王 E”形耦合电感器的仿真验证
        2.6.1 “E王E”形耦合电感器的设计结果
        2.6.2 耦合电感器铁芯工作磁通密度仿真对比
        2.6.3 耦合电感器工作温度场仿真对比
        2.6.4 耦合电感器磁通分布仿真对比
    2.7 “E王E”形耦合电感器的实验验证
        2.7.1 “E王E”形耦合电感器样机设计与制作
        2.7.2 “E王E”形耦合电感器在双向DC/DC变换器中的应用
    2.8 本章小结
3 四通道交错并联DC/DC变换器工作通道数控制的研究
    3.1 多通道交错并联DC/DC变换器提高轻载效率方案设计
    3.2 四相交错并联Buck变换器及其工作损耗分析
        3.2.1 四相交错并联Buck变换器的结构与工作模态
        3.2.2 开关管功率损耗分析
    3.3 ISL6558芯片功能介绍
    3.4 四通道可切相Buck变换器电路设计
    3.5 四通道可切相Buck变换器的电路实验验证
    3.6 本章小结
4 四通道交错并联磁集成双向DC/DC变换器轻载效率的研究
    4.1 “I王I”形耦合电感器的建模与仿真
        4.1.1 “I王I”形耦合电感器的磁路模型分析
        4.1.2 “I王I”形耦合电感器的实验参数设计与仿真
    4.2 四通道交错并联双向DC/DC变换器电路实验
        4.2.1 双向DC/DC变换器实验系统介绍与电感器样机对比
        4.2.2 双向DC/DC变换器Buck工作模态下对比实验
        4.2.3 双向DC/DC变换器Boost工作模态下对比实验
    4.3 本章小结
结论
参考文献
作者简历
学位论文数据集



本文编号：3825119