面向微电网应用的高频隔离DCDC电路

作     者：倪晨鸿 

作者单位：中国计量学院 

学位级别：硕士

导师姓名：蔡慧

授予年度：2013年

学科分类：080804[工学-电力电子与电力传动] 080805[工学-电工理论与新技术] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

主      题：微电网 高频隔离 数控电源技术 

摘      要：高频隔离DCDC电路对微电网的发展有着十分重要的基础性意义。本文从微电网发展的角度，首先分析了高频隔离DCDC电路在未来微电网中的广阔应用前景，特别是对光伏发电和的电动汽车充电站的发展进行了特别关注，提出了一种高频隔离DCDC电路拓扑结构能够将包括光伏在内的混合能源系统与电动汽车充电站的潮流进行同一调度。在比较各类高频隔离DCDC电路的拓扑结构的基础上，本文提出了全桥结构式是最适合微电网应用场合的电路拓扑的结论，并将这一拓扑结构应用到实验样机的开发设计中，也对样机电路的各个硬件组成进行选型分析，尤其是对多种功率开关器件所适应功率和频率范围进行了分析。实验样机的控制算法采用电压电流双闭环的控制算法，实验中发现该控制算法在实验室稳态条件下基本可以满足控制要求。通过电路稳态和暂态数学模型分析，可以发现电路系统还存在几点问题影响电路的稳压输出效果：第一是负载电流增大引起的高频电压波形中的死区时间放大;第二是电路换流过程中二极管反向恢复过程也引起系统的扰动，不仅会产生一个谐振过程而且也会将高频电压波形中的死区时间放大。这两个问题使得电源输出稳压控制系统中叠加了一个非线性干扰因素，这一干扰因素会在快速波动大电流负载条件下对系统的稳定产生影响。在数学模型分析的基础上，在基本控制算法的结构中添加了一个电压补偿通道，对负载波动所产生的的非线性干扰进行补偿，试验结果说明了控制器具有很好的鲁棒性。文中对实验样机平台的开发方案和实验结果进行了展示，实验样机的实验结果已经说明电路完成了有效的输出电压的稳定控制。