新型双输入反激DC/DC变换器的研究

论文摘要

传统能源的大量使用造成的环境污染导致了目前能源危机的加剧,人类为了生存就必须解决该危机。能源危机呼唤新能源的开发与利用,以多输入直流变换器（Multiple-Input Converter,MIC）为主体的联合供电系统也应运而生。在该系统中,采用一个多输入直流变换器代替原有的多个单输入直流变换器,可以简化系统结构、降低系统成本。多输入变换器是联合供电系统的重要研究内容。在分析了传统多输入反激DC/DC变换器的基础上,基于用多个Buck型脉冲电压单元（Pulsating Voltage Source Cell,PVSC）串联构成的Buck型脉冲电压单元串联组代替单端反激变换器器中的输入源的思想,提出了一种新型的多输入反激变换器,该变换器具有电路结构简单、开关管电压应力低、输入输出电气隔离、两输入源既可以同时向负载供电,也可以独立向负载供电等优点。研究了该变换器的工作原理及控制方法,对不同控制方法下的输入输出的稳态关系进行了分析,给出了相应的表达式。在对太阳能电池进行分析的基础上,利用该电路为主电路构建了一个市电太阳能联合供电的多输入供电系统,给出了相应的控制策略,实现了尽可能利用太阳能的目的。最后根据分析,讨论了新型双输入反激DC/DC变换器的主电路的参数设计,并完成了一台120W的原理样机,给出了相应的仿真及实验波形,验证了理论分析的正确性及能量管理策略的可行性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 能源危机
• 1.2 新能源
• 1.3 多输入DC/DC 变换器
• 1.4 本文的研究内容及研究意义
• 1.4.1 研究内容
• 1.4.2 研究意义
• 第二章 新型多输入反激变换器的引入及工作原理
• 2.1 引言
• 2.2 传统多输入DC/DC 反激变换器
• 2.2.1 单端反激变换器的工作原理
• 2.2.2 多输入反激变换器的工作原理
• 2.3 新型多输入反激变换器
• 2.3.1 电压脉冲电源单元及串联组
• 2.3.2 新型多输入反激变换器的提出
• 2.3.3 新型多输入反激变换器
• 2.4 新型多输入反激变换器的工作模态
• 2.4.1 控制方式和工作模式
• 2.4.2 工作模态的分析
• 2.5 新型多输入反激变换器的工作原理
• 2.5.1 同时开通控制方式下的工作原理
• 2.5.2 同时关断控制方式下工作原理
• 2.5.3 连续控制控制方式下工作原理
• 2.6 与传统双输入反激变换器的性能对比
• 2.7 小结
• 第三章 新型双输入反激变换器的能量管理及控制策略
• 3.1 引言
• 3.2 太阳能电池
• 3.2.1 原理及等效电路
• 3.2.2 输出特性及模拟电路
• 3.3 能量管理及控制策略
• 3.3.1 能量管理
• 3.3.2 控制策略
• 3.4 小结
• 第四章 新型双输入反激变换器的设计及仿真、实验验证
• 4.1 引言
• 4.2 安匝连续状态的功率电路设计
• 4.2.1 变压器设计
• 4.2.2 功率器件选择
• 4.3 系统的仿真及实验验证
• 4.3.1 仿真及实验波形
• 4.3.2 效率测试
• 4.4 小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 本文主要工作
• 5.2 下一步要完成的工作
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间发表的学术论文