1KWSOFC发电系统DC-DC变换器分析与设计

论文摘要

固体氧化物燃料电池（SOFC）是一种发电效率高、环境友好的绿色能源。在固体氧化物燃料电池发电系统中,DC-DC变换器是非常关键的环节,对整个系统的成本、性能尤其是效率有很大的影响。因此综合考虑各方面因素,设计符合要求的DC-DC变换器显得十分重要。本文首先以燃料电池发电系统对DC-DC变换器的特殊要求为前提,并针对1kw固体氧化物燃料电池系统电堆输出特性参数,选择了推挽正激变换器（PPFC）。该变换器由推挽电路变化而来,特别适用于SOFC发电系统DC-DC变换器工作的低压大电流场合。随后探讨了在电路中加入CDD缓冲电路抑制副边整流二极管电压尖峰,并详细分析带双CDD缓冲电路的推挽正激变换器工作原理。根据电路工作原理分析,并结合1KW固体氧化物燃料电池发电系统DC-DC变换器输入输出参数,对推挽正激变换器进行了详细的硬件电路设计和器件选型。根据所设计的变换器电路参数,搭建基于Saber仿真软件的开环仿真模型,分析并验证推挽正激变换器电路工作状态,着重验证了CDD缓冲电路抑制整流二极管电压尖峰的效果。搭建实验平台,分析一台1KW固体氧化物燃料电池发电系统逆变器样机的工作情况。最后分析推挽正激变换器的不足,探讨改进的方案和电路,作为1KW固体氧化物燃料电池发电系统DC-DC变换器进一步优化与设计工作的前瞻与参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 固体氧化物燃料电池（SOFC）概述
• 1.2 SOFC 工作原理及特点
• 1.3 SOFC 发电系统DC-DC 变换器国内外研究现状
• 1.4 本课题研究内容
• 1.5 论文结构
• 2 推挽正激变换器在SOFC 发电系统中的应用
• 2.1 SOFC 发电系统对DC-DC 变换器的要求
• 2.2 常见DC-DC 变换器拓扑结构分析
• 2.3 推挽正激变换器工作原理分析
• 2.4 本章小结
• 3 1KW SOFC 发电系统推挽正激变换器设计
• 3.1 推挽正激变换器硬件电路设计
• 3.2 电路仿真结果分析
• 3.3 1KW SOFC 发电系统实验平台搭建
• 3.4 本章小结
• 4 变换器改进方案研究
• 4.1 推挽正激变换器的不足
• 4.2 前级加boost 的两级结构电路
• 4.3 电压型全桥移相控制DC-DC 变换器
• 4.4 本章小结
• 5 总结与展望
• 致谢
• 参考文献