雙向dcdc變換器研究畢業論文-資料下載頁

　　

【正文】 D=30%時的輸出波形 D=70%時的輸出波形具體實施方案：這個階段主要參考了莊元明碩士的《雙向全橋DCDC變換器的研究》，在這篇論文的指導下，對主電路進行繪制。最后使用matlab軟件對電路進行了開環的仿真。控制電路的設計主要參考的事張方華博士的《雙向DCDC變換器的研究》，在這篇論文的指導下，對如何控制電路有了一定了解。控制電路和電壓調節器：檢測電感電流信號，經過平均值電路、過零比較電路得到高低電平，作為模擬開關的選通信號{ENABLE}。這里IL》0時，Enable信號為高電平，IL《0時，Eanble信號為低電平。分別檢測變換器兩端電壓Vb,Vo送到二選一模擬開關，模擬開關的使能端為高時，選通Vo，否則選通Vb。反饋量Vf經電壓調節器后，其輸出與鋸齒波相比較得到PWM信號。變換器工作在Boost狀態時，受控開關為S1。而變換器工作在Buck狀態時，受控開關則為S2。因此PWM信號不能直接驅動功率開關管，否則其中一路控制回路為正反饋。將PWM經過反相后得到PWM信號，兩路互補信號通過一個二選一模擬開關，當Enable為高時，選通PWM，否則，選通PWM。經過模擬開關后所得到的PWM信號，可直接經過驅動電路來驅動S1。52附錄3二、 遇到的問題：1，對整體電路的進行調試，如何將各部分電路整合起來協同工作。2，如何減小雙向DC一DC變換器中的循環能量，降低通態損耗，提高總體效率。解決方案：查閱相關資料，參考文獻。挑選合適器件，利用matlab進行真。對主要參數進行合理設計，減少損耗，提高效率。三、 畢業論文進度第1112周：對電路進行閉環設計，并對其進行仿真。第1314周：完成畢業設計撰寫論文。第 15 周：修改論文格式，打印論文。 五、致謝 在此，非常感謝老師在我進行畢業設計過程中給予的幫助，遇到問題是給予很好的意見和解決方法。一直以來老師嚴謹的治學態度，求實的工作作風，平易近人的處事風格，教會了我正確的處世方法。借此機會，我要向老師致以最誠摯的敬意和最衷心的感謝！六、主要參考文獻 [1] 張方華. 朱成花. 王慧貞 等 雙向 DCDC 變換器電路拓撲的分析與評價 電源技術學報 , , 2003，332338；[2] 朱成花. 張方華. 嚴仰光 兩端穩壓軟開關雙向 Buck/Boost 變換器研究 南京航空航天大學學報 2004，Vol. 36. ，226230；[3] 張方華. 嚴仰光. 帶隔離變壓器的 DC/DC 變換器的 ZCT 方案 中國電機工程學報 Vol. ，2003，6366；[4] 趙同賀. 劉 軍. 關電源設計技術與應用實例 北京:人民郵電出版社 2007。[5] 王兆安. 黃俊. 電力電子技術 第4版. 北京: 機械工業出版社，2000；[6] 袁進北. 馬瑞卿. 樊平. 帶輔助諧振的移相全橋ZVS DC／DC變換器研究 電力電子技術,2008,42(5)：23—25。[7] 牛利勇. 姜久春. 張維戈. 一種全橋移相式 ZVZCS變換器的優化設計 北京交通大學學報 ,2008,32(2)：39—42。[8] Profumo F, 等 發電用燃料電池特性及其電力電子調節系統的專用解決方案 變流技術及電力牽引，2007，2：5257。[9] ZHANG Shibin. Zhongfan，DU Guiping，et equipment for accumulator basedon bidirectional inverting and muting technology 2008，42（5）：7779。[10] Abraham 著. 王志強等譯. 開關電源設計電子工業出版社 .2005。[11] 嚴仰光. 雙向直流變換器 . 南京: 江蘇科學技術出版社, 2004。[12] Zhe Zhang，Ole C Thomsen，Michael A E，et andDesign of Bidirecrional DC/DC Converter in Extended RunTime DC UPS System Based on Fuel Cell and SupercapacitorTwentyfourth Annual IEEE，APEC[C].2009：714719.[13]Dmitri Vinnikov, Indrek Roasto, Janis Zakis. New BiDirectional DC/DC Converter for Supercapacitor Interfacing in HighPower Applications. 14th International Power Electronics and Motion Control Conference, EPEPEMC 2010, T113943[14] Caricchi, F. et al. Study of bidirectional buckboost converter topologies for application in EV drives. Applied PowerElectronics Conference and Exposition, 1998, 1(1):287293.[15] Zhang huiyan. Research on the Analysis and Control Strategy of Ultracapacitor DC Storage Energy System University of Chinese Academy of Sciences(NSTITUTE OF ELECTRICAL ENGINEERING),2006.64附錄4附錄4附錄4 基于對超級電容儲能系統的雙向DCDC變換器的研究概述為了確保負載電壓穩定，一個雙向電源轉換器通常需要應用在超電容儲能系統電力緩沖區。在本文中，對非隔離 BuckBoost BDC進行分析，以提高終端電壓性能。在不斷要求正、負雙向功率流向下，對電源電路的優化設計和端電壓的控制參數進行設計，提高了整個超電容器儲能系統的穩定運行。此外，它減少了負載電壓波動和提高了超電容器的能量儲備利用率。1 介紹作為一個典型的儲能裝置，超電容器（UC）具有高功率密度，高能量密度，工作溫度范圍寬和快速充放電特性。不同于其他儲能技術，UC的儲能系統不需要冷卻裝置，移動部件，定制，安裝簡單，結構緊湊，易于拓撲，近些年，國內外對UC進行了廣泛的研究，不管是對能量存儲單元的電能質量調節裝置、電動汽車的輔助動力源、還是電機調速系統提供電壓支持，UC的 應用都有一個很好的前景。1,本文系統的分析是恒定的雙向DCDC變換器輸出電壓的電源流動的運行機制，然后研究超電容器的等效串聯電阻（ESR）和電源轉換器參數對系統穩定性的影響，并提供穩定，可靠的UC能源存儲系統應滿足的約束。“仿真和實驗結果表明該研究的正確性和實用性。2。電源拓撲結構和工作原理置如的結構緊湊，重量輕，很容易通過多種組合延長。 對于單UC不僅可以提供一個較低的電壓，通常需要在很多并聯組成的能源存儲的UC應用中選擇。低壓側的v2連接與UC一側。和高壓側的V1連接負載或電源。關于升壓模式，從UC一側電能傳輸，通過合理的控制開關S2的V1提供有功功率保持恒定的負載電壓。同時對于降壓模式，合理控制開關S1側的V1對UC的電能傳輸控制。如果逆變器連接到V1的一面，UC是需要提供一個穩定的直流電壓逆變器。此外，直流電壓V1的水平不變，對逆變器的性能直接影響。為了簡化分析和設計，確定逆變器的負載等效電阻REQ，當負載的等效電阻是主動的，這是表示請求，這意味著轉換器運行在提供電源狀態和相應的雙向功率轉換器是在boost模式。反之，當負載的等效電阻是負的，這是表示為REQ，這意味著變頻器在能量回饋狀態運行，和相應的雙向功率轉換器是負升壓模式。在本文中，開關S1和S2設置在完全循環的周期。它使電感電流的持續和快速流動，有利于改善UC存儲系統的動態響應特性。3。數學模型和穩定性分析作為一個隨時間變化的耦合非線性動態系統，它的意義是各種運作模式下的雙向功率轉換器的穩定性。這篇文章詳細的分析雙向DCDC轉換器在電源一側輸出電壓V1的流動是恒定的特點。如圖1所示，當雙向轉換器工作在BOOST模式，假設在接通電源開關設備S2的時間是Ton，關斷時間是Toff，狀態變量是電感電流iL（t）和濾波電容的電壓V1（T），平均大信號模型表達如下。其中Ri是UC的等效串聯電阻（ESR）, 是的功率開關器件S2,的占空比,S1的工作時間為，當雙向DCDC變換器工作在平衡狀態下，）方程（2）可以很容易地從方程（1）中得出結論。在降壓模式中，方程（3）也很容易得出來。 權力平衡的基礎上，在圖1所示，UC的儲備能力應滿足總需求, ,在boost模式下，可以實現。在降壓模式下，他從V1（t）供給能量的不得超過總的內部損耗和最大可能的儲能，它的條件是。否則，不可能實現。在boost升壓模式下，半橢圓曲線和V1v1max實線的交叉點是穩定區域如圖2（a）所示。在降壓模式下，半橢圓曲線和V1v1max行路口的交叉區域是穩定的圖2（b）所示。在boost升壓模式下，3種工作點的相應的最低占空比DMIN 0這是由應用程序的要求確定是很重要。穩定的電壓增益如表達式（4）所示，可以從方程（1）容易。顯而易見，d和V1的關系是不單調的。因此，它需要限制占空比的實際區域D∈（0，D0），以避免振蕩。對于較大ESR里??不應該被忽視，數學約束的最大占空比，升壓轉換器的穩定性將增加與電感值的減少，提高系統的最小相位特性。因此，UC能源存儲系統可以穩定運行的約束條件(Req)L/( riC)和占空比的范圍有限。在降壓模式下，在圖2所示的脈沖電流可由UC吸收。如果到達UC的安全電壓限制時，在UC可持續充電過程中會引起電解液的分解，這可能會損壞或降低UC的性能，并進一步影響系統正常運行。所以聯系方程式（3），確保UC系統安全可靠地運行，在操作過程中監測UC一側v1或UC分支漏電，以提高功率，如圖1所示。 穩定的電壓增益的負升壓模式表達（4）所示。明顯的是，占空比D和電壓V1的關系是單調的。4。仿真結果根據方程（1）及相應的平均大信號模型，狀態模型和傳遞函數的雙向轉換器的工作點可以通過小干擾信號疊加派生[8]中描述。雙閉環控制器和基于負載電流檢測的前饋復合解決方案，包括采用圖3所示。其中VR和CR是電壓環的PI控制器和電流環路。為消除負載對輸出電壓V1的變化的影響，應選擇前饋控制器Gio=(Tis+1)/Ki. UC儲能系統參數設置為濾波電感L=，濾波電容器C=,開關頻率F=10KHZ. 直流母線電壓V1 =300V，而UC V2 =55?100V，RI =12和占空比D的變化范圍是D0= （0,），這意味著占空比的限制，符合電壓需求。設置的UC的初始電壓為28V，圖4是UC儲能系統穩定的仿真結果。顯然，開始，UC的電壓不斷下降，作為履行ND時到達最大占空比和不符合的限制，系統將無法提供牢固所需的電壓作為V1的支持。5。結論作為新型儲能備用電源，UC儲能裝置在電能質量改善，提高電能利用率方面，具有廣闊的發展空間。由于UC的大ESR和過壓可能造成的危害，這篇文章詳細分析了UC儲能系統在正面和負面的功率流的的運作機制。基于這些理論仿真和實驗進行了探索UC能源存儲系統的可行性和穩定性，改善電能質量的應用。燕山大學畢業設計（論文）評審意見表指導教師評語：成績： 指導教師簽字： 年 月 日評閱人評語： 成績： 評閱人簽字： 年 月 日 燕山大學畢業設計（論文）答辯委員會評語表答辯委員會評語：總成績： 答辯委員會成員簽字： 答辯委員會主席簽字： 年 月 日