宽电压增益范围的改进型双向准Z源直流变换器的研究

发布时间：2023-05-25 03:02

　　随着人们对保护环境,绿色生活的日益重视,风力及太阳能等可再生能源逐渐成为发电的优选来源,同时电动汽车和燃料电池汽车也逐渐被人们所青睐。而在可再生能源电网及电动汽车或燃料电池汽车的电气系统中,高增益双向DC-DC变换器成为电能二级变换中不可缺少的一部分,同时也为多种储能装置(蓄电池和超级电容等)的接入提供了可能。传统Boost电路由于自身损耗大,在实际应用中难以实现高电压增益。Z源变换器由于利用了电路开关的直通过程,能够在较窄的开关占空比范围内实现相对较高的电压变比,为实现高增益DC-DC变换提供了一种新思路。然而,传统Z源变换器难以实现能量的双向流动,启动电流的冲击大,电压增益仍旧较低,同时在轻载运行状态下会出现非正常运行状态,难以保持稳定的电压输出,从而难以得到广泛的应用。为解决以上问题,本文提出一种改进型准Z源单元,对输入电源进行等份拆解,同时将电路电感耦合,提出一种改进型双向准Z源直流变换器。由于独特的电路结构,所提出的电路能够在实现电路的输入端和输出端共地,输入电流连续的情况下,以宽电压增益变换范围实现能量的双向流动。除此之外,在两种不同的工作状态下,所提电路可根据电路输出负载...

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题来源
    1.2 课题研究背景及意义
    1.3 高增益DC-DC升压变换器的研究现状
        1.3.1 非隔离型直流升压变换器的研究现状
        1.3.2 Z源直流变换器的研究现状
    1.4 本文主要研究内容
第2章 改进型双向准Z源直流变换器
    2.1 引言
    2.2 拓扑介绍及稳态分析
        2.2.1 拓扑结构
        2.2.2 正向升压放电稳态分析
        2.2.3 反向降压充电稳态分析
    2.3 正向升压放电下的模态分析
    2.4 反向降压充电下的模态分析
    2.5 多拓扑比较分析
        2.5.1 电压增益的比较
        2.5.2 电容电压应力的比较
        2.5.3 电感电流应力的比较
        2.5.4 电路损耗的比较
        2.5.5 性能比较总结
    2.6 本章小结
第3章 Improved B-QZSC闭环控制策略
    3.1 引言
    3.2 小信号建模
    3.3 闭环控制策略
        3.3.1 输出电压双向双闭环控制策略
        3.3.2 补偿器的设计
    3.4 本章小结
第4章 电路参数设计及仿真分析
    4.1 引言
    4.2 电路元器件参数的设计
        4.2.1 电感参数选择
        4.2.2 电容参数选择
        4.2.3 功率开关的选择
    4.3 开环仿真分析
        4.3.1 正向升压放电状态
        4.3.2 轻载状态
        4.3.3 反向降压充电状态
    4.4 闭环仿真分析
        4.4.1 切载实验仿真分析
        4.4.2 输入电压扰动实验仿真分析
    4.5 本章小结
第5章 实验结果分析
    5.1 引言
    5.2 开环实验结果分析
        5.2.1 正向升压放电状态
        5.2.2 轻载状态
        5.2.3 反向降压充电状态
    5.3 闭环实验结果分析
        5.3.1 切载实验分析
        5.3.2 输入电压扰动实验分析
    5.4 效率分析
    5.5 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：3822806