检索结果-南通市图书馆

维普期刊数据库

同方期刊数据库评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

开关电感二次型boost变换器研究

开关电感二次型Boost变换器研究

作者：李坤鹏北京信息科技大学

学位级别：硕士

随着太阳能和燃料电池等新能源的发展和推广,高增益、宽输入范围的DC/DC变换器作为光伏发电系统和燃料电池发电系统的一部分,成为研究热点之一。本文在总结现有的非隔离高增益DC/DC变换器的基础上,将开关电感单元应用到二次型boost变换... 详细信息

随着太阳能和燃料电池等新能源的发展和推广,高增益、宽输入范围的DC/DC变换器作为光伏发电系统和燃料电池发电系统的一部分,成为研究热点之一。本文在总结现有的非隔离高增益DC/DC变换器的基础上,将开关电感单元应用到二次型boost变换器中,得到了开关电感二次型boost变换器。与二次型boost变换器相比,开关电感二次型boost变换器具有更高的电压增益,流过输入电感的电流更小,符合新能源领域对DC/DC变换器要求。本文围绕开关电感二次型boost展开了研究。首先,在分析二次型boost变换器和开关电感boost变换器的特性的基础上,提出了开关电感二次型boost变换器;详细分析了开关电感二次型boost变换器的工作原理,得出了变换器的升压比,仿真验证了理论分析的正确性;利用状态空间平均法建立了输入电感L1=L2时变换器的小信号交流模型,分别推导出输出电压,输入电感电流和电感L3电流对占空比的传递函数,对其进行了频域分析,为开关电感二次型boost变换器控制器的设计提供了理论指导。其次,建立了开关电感二次型boost变换器的EL和PCHD数学模型,利用无源控制理论设计了变换器的无源电流控制器,为了消除系统静差,设计了电压外环PI控制器为无源电流控制器提供期望电流,形成了开关电感二次型boost变换器的混合无源控制策略;进行了仿真研究,仿真结果表明,无源混合控制策略可使开关电感二次型boost变换器具有良好的动、静态性能。再次,对开关电感二次型boost变换器进行了参数设计和性能分析,给出了开关电感二次型boost变换器电感、电容参数计算公式,分析了变换器半导体器件的电压、电流应力,为变换器硬件电路器件选择提供了指导;对比分析了几种典型的升压变换器升压能力,对比结果表明开关电感二次型boost变换器具有较强的升压能力;与二次型boost变换器输入电感相比,开关电感二次型boost变换器输入电感量更小,流过输入电感的平均电流较小。最后,设计了开关电感二次型boost变换器的原理样机,完成了原理样机调试;在样机上,进行了实验研究,并对实验结果进行了分析。

关键词：高增益二次型boost变换器开关电感无源控制

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

辅助谐振软开关二次型boost变换器

辅助谐振软开关二次型Boost变换器

作者：李想郑州大学

学位级别：硕士

近年来,由于国家能源发展策略出现新变化,以风力发电、太阳能光伏发电为代表的新能源发电系统得到国家政策的大力支持,从装机容量方面来看,其投入力度已经达到世界领先水平。但随着新能源发电系统的高速发展和推广,其关键设备开关DC-DC... 详细信息

近年来,由于国家能源发展策略出现新变化,以风力发电、太阳能光伏发电为代表的新能源发电系统得到国家政策的大力支持,从装机容量方面来看,其投入力度已经达到世界领先水平。但随着新能源发电系统的高速发展和推广,其关键设备开关DC-DC变换器的要求也越来越高。因此本论文对于宽输入范围特点的高增益软开关DC-DC变换器展开系统地研究工作,可解决风力发电机、太阳能电池阵列等新能源供电装置提供的输入电压等级低、输入电压变化范围宽、新能源发电系统能量传输效率不稳定等问题,这具有重要研究意义。本论文介绍了高增益开关DC-DC变换器和软开关DC-DC变换器的研究现状,选取了几种常见的高增益开关DC-DC变换器结构和软开关DC-DC变换器结构,简要阐述了各类变换器结构的工作原理,并对比每类变换器的优缺点。经比较发现,二次型boost变换器结构最符合新能源发电系统的应用设备要求。本论文深入分析了二次型boost变换器结构,根据变换器中两个主电感能量变换状态的不同,将二次型boost变换器分为CCM-CCM、CCM-DCM、DCM-CCM和DCM-DCM四种类型。本论文分别对每类二次型boost变换器的工作原理、变换器工作特性和能量传递模式等方面进行了详细地理论研究。经研究发现,二次型boost变换器能够提供高电压增益,拓宽输入电压范围,但存在开关损耗较高,电能变换率低等问题。为了解决二次型boost变换器的上述问题并维持其优势,本论文设计并研究了一种新型辅助谐振软开关(Auxiliary Resonant Soft-Switching,ARSS)二次型boost变换器,在基本二次型boost变换器结构中设计了一个辅助谐振软开关电路结构。本论文细致地分析了ARSS二次型boost变换器的电路结构和基本工作原理,介绍了该变换器在各开关模态的工作过程和主要工作波形,并对变换器开关管通断关系、输出特性、电压电流应力、软开关条件等进行了系统地理论研究。研究结果表明,ARSS二次型boost器中主开关和辅助开关能够在零电压条件下实现软开关变换,提高电能变换效率,并且能够提供比传统的软开关二次型boost变换器更高的电压增益,拥有更宽的输入电压范围。为了验证上述理论分析的正确性,本论文选取合适的电路元件及参数,在MATLAB/Simulink平台搭建了基本二次型boost变换器和ARSS二次型boost变换器地仿真电路模型,并设计了基于FPGA-EP4CE15F17C8的ARSS二次型boost变换器实验样机,进行相应的仿真和实验,分析仿真和实验结果。最终,仿真结果和实验结果同上述地理论分析结论一致,验证了理论分析的正确性,也体现了本论文设计的ARSS二次型boost变换器拥有一定的优越性和创新性,能够满足新能源发电系统对开关DC-DC变换器更高的应用设备要求。

关键词：软开关辅助谐振电路二次型boost变换器电压增益效率

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

伪连续导电模式二次型boost变换器研究

伪连续导电模式二次型Boost变换器研究

作者：舒立三西南交通大学

学位级别：硕士

太阳能光伏和燃料电池等发电系统对开关DC-DC变换器的升压比提出了高要求,级联变换器可以满足这一要求,但增加了功率开关管数量和控制环路的复杂性。二次型DC-DC变换器仅使用一个开关管实现与占空比成平方关系的电压增益,提高了变换器... 详细信息

太阳能光伏和燃料电池等发电系统对开关DC-DC变换器的升压比提出了高要求,级联变换器可以满足这一要求,但增加了功率开关管数量和控制环路的复杂性。二次型DC-DC变换器仅使用一个开关管实现与占空比成平方关系的电压增益,提高了变换器的升压比,因此得到了广泛关注。当二次型boost变换器的两个电感均工作于连续导电模式（Continuous conduction mode, CCM）时,其控制-输出传递函数含有三个右半平面零点（Right-half plane, RHP）和两个较大的谐振峰值点,增加了控制环路补偿器的设计难度。本文提出了伪连续导电模式（Pseudo continuous conduction mode, PCCM）二次型boost变换器,其输入电感工作于CCM模式、中间电感工作于PCCM模式。通过对中间电感进行续流使二次型PCCM boost变换器比二次型CCM boost变换器增加了一个控制自由度,易于优化控制参数设计,既能降低控制环路补偿器的设计难度,又能提高变换器对负载变化的瞬态性能。深入研究了二次型PCCM boost变换器的控制策略,根据控制方式的不同,提出了定续流值、定放电时间和定续流时间三种二次型PCCM boost变换器。分析了不同控制方式下二次型PCCM boost变换器控制-输出传递函数的频域特性,根据研究结果可知：定续流值二次型PCCM boost变换器含有两个RHP零点,谐振峰值很小;定放电时间和定续流时间二次型PCCM boost变换器仅含有一个RHP零点,且没有谐振峰值点。频域分析结果表明,二次型PCCM boost变换器比二次型CCM boost变换器易于补偿,既能降低变换器控制环路补偿器的设计难度,又能提高变换器对负载变化的瞬态性能。最后,实验结果与理论分析相符,并验证了理论分析的正确性。

关键词：伪连续导电模式二次型boost变换器瞬态响应 DC-DC变换器

高增益耦合电感组合式二次型boost变换器的研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

高增益耦合电感组合式二次型Boost变换器的研究

作者：刘谨瑞辽宁工程技术大学

学位级别：硕士

在可持续发展的大环境下,越来越多的学者把目光投向可再生新能源。目前已经在很多领域都把作为高效的,清洁的太阳能投入应用。随着新能源发电技术的推广,DC-DC变换器作为其核心部分得到了迅速发展,成为了研究人员所青睐的对象。截至目前... 详细信息

在可持续发展的大环境下,越来越多的学者把目光投向可再生新能源。目前已经在很多领域都把作为高效的,清洁的太阳能投入应用。随着新能源发电技术的推广,DC-DC变换器作为其核心部分得到了迅速发展,成为了研究人员所青睐的对象。截至目前,学者们已经研究出许多性能优越的变换器,本文针对二次型boost变换器,研究一类高增益、低电压应力和高效率的直流变换器。首先,为了电压增益的进一步提高,在传统二次型变换器的基础上添加倍压单元结构,并将其中一个储能电感替换成耦合电感结构。重新组合之后,详细分析其工作原理,推导变换器的各项性能。并利用倍压单元不同的组合方式进行变换器的拓展分析,之后与其他传统变换器进行横向对比,通过仿真验证了理论分析的可行性,证实了耦合电感二次型变换器具有较高电压增益。其次,从仿真看出耦合电感二次型变换器存在器件电压应力高,导通时电压尖峰大等问题,在所提变换器的基础上引入箝位支路,优化了变换器的性能。对耦合电感二次型无源箝位变换器进行工作原理分析,性能推导,通过仿真验证了引入无源箝位支路后的变换器在降低器件电压应力、减小器件电压尖峰方面有一定成效。为进一步优化变换器性能,将无源箝位支路替换成有源箝位支路。详细分析了耦合电感二次型有源箝位boost变换器的工作模式,并与其他变换器进行横向对比,给出变换器软开关条件,证实变换器的高电压增益、低电压应力以及高效率。最后通过状态空间平均法的分析与计算,完成耦合电感二次型有源箝位boost变换器的小信号建模,并设计相应的控制补偿电路。计算变换器的关键参数,完成对样机的硬件设计。通过仿真分析与实验验证佐证了该变换器能实现高电压增益,有效抑制开关管与二极管导通时的电压尖峰,实现开关元件软开关的工作状态,与理论分析相符。该论文有图51幅,表6个,参考文献63篇。

关键词：高增益二次型boost变换器低电压应力软开关箝位电路小信号建模

新型二次型boost变换器的控制方法和软开关研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

新型二次型Boost变换器的控制方法和软开关研究

作者：金鑫大连理工大学

学位级别：硕士

随着社会的向前发展,人类对化石燃料的需求日趋严重,但是化石燃料燃烧产生的有害气体污染了地球环境,为了可持续发展战略的实施,新能源的利用聚焦了国内外学者的目光。在新能源系统中,具有高电压增益的DC-DC变换器是不可或缺的一个环节... 详细信息

随着社会的向前发展,人类对化石燃料的需求日趋严重,但是化石燃料燃烧产生的有害气体污染了地球环境,为了可持续发展战略的实施,新能源的利用聚焦了国内外学者的目光。在新能源系统中,具有高电压增益的DC-DC变换器是不可或缺的一个环节。级联两个或者多个boost变换器能够有效提升电压增益,但是若级联单元过多,元件数目的增加会导致工作效率下降显著,而且开关管数量的增加也会带来控制器设计的复杂性。因此,两个boost单元级联形成的二次型boost变换器成为最佳选择。本文研究了一种新型二次型boost变换器,此变换器的优势在于不仅具有高电压增益,而且电感电流和开关器件上的电压电流应力更小,从而使效率得到了提升。新型变换器有以下四种工作模式:CCM-CCM模式、CCM-DCM模式、DCM-CCM模式和DCM-DCM模式。本文分析了这四种模式下的工作原理,建立了数学模型,推导了小信号模型,利用拉普拉斯变换得到了电路中的状态变量与占空比之间的传递函数,分析了频域特性,研究了能量传递方式,为变换器的参数设计和控制器的研究提供了理论依据。设计了这种新型变换器的电压模式控制、电流模式控制和模型预测控制。首先通过采样输出电压研究了电压模式控制,设计了电压模式控制中的补偿网络,通过补偿后的波特图验证了设计的合理性。针对电压模式控制存在动态响应速度慢的问题,进一步研究了电流模式控制,说明了电流控制器的设计步骤,实现了电压和电流双闭环控制系统,在理论上验证了比电压模式控制具有更高的稳定裕度和控制环精度。为减小系统体积并提高响应速度,本文设计了模型预测控制,介绍了模型预测控制的工作原理,给出了可用于单环控制、双环控制和多环控制的质量函数,通过最小化质量函数设计了在单环控制下的控制器,为了减少传感器的使用,设计了观测变换器负载的Luenberger观测器。为了进一步通过降低开关损耗提升工作性能,在新型变换器的基础上引入辅助谐振电路实现了两个主开关管的软开关。结合变换器的各种工作模态和等效电路图,说明了工作原理,给出了一个开关周期内主要元件的工作波形,设计了主开关和辅助开关的工作时序以及辅助电路的参数,通过MATLAB/Simulink仿真验证了理论分析的正确性。搭建了新型变换器的实验平台。首先设计了开关管MOSFET的驱动电路,实现了两个MOSFET的同时通断;然后,使用硬件电路实现了变换器的电压模式控制和电流模式控制;最后,借助DSP完成模型预测控制实验和软开关实验。结果验证了上述理论分析和设计的正确性。

关键词：二次型boost变换器高电压增益模型预测控制软开关

光伏发电前级高增益改进型二次型boost变换器的研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

光伏发电前级高增益改进型二次型Boost变换器的研究

作者：史娜辽宁工程技术大学

学位级别：硕士

光伏发电因其独特优势在市场的占有率逐渐上升,为了满足并网需求,高增益,宽输入范围的前级DC/DC变换器成为了国内外研究热点之一。本文在总结传统二次型boost变换器的基础上,将开关电容单元、开关电感单元和二次型boost变换器组合,提出... 详细信息

光伏发电因其独特优势在市场的占有率逐渐上升,为了满足并网需求,高增益,宽输入范围的前级DC/DC变换器成为了国内外研究热点之一。本文在总结传统二次型boost变换器的基础上,将开关电容单元、开关电感单元和二次型boost变换器组合,提出了一种改进型二次型boost变换器,具有更高的电压应用范围。符合现今对光伏发电系统前级变换器的高增益需求。本文围绕改进型二次型boost变换器进行研究。首先,在分析二次型boost变换器特性和引入开关电容单元、开关电感单元的基础上,分别分析了开关电容二次型boost和开关电感二次型boost变换器工作原理;结合前者的特性提出并详细分析了改进型二次型boost变换器。并对三种变换器通过对比分析了可行性,通过PSIM仿真验证了理论的正确性。其次,对改进型二次型boost变换器提出了三种磁集成耦合方案,并通过PSIM仿真。之后对三种集成方案分别设计了集成磁件。最后,对控制策略、电路实现策略进行了设计,并设计了实验原理样机,进行实验研究并对实验结果进行了分析。该论文有图56幅,表11个,参考文献54篇。

关键词：高增益二次型boost变换器开关电容开关电感磁集成

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

耦合电感二次型boost变换器的研究

耦合电感二次型Boost变换器的研究

作者：田东豪辽宁工程技术大学

学位级别：硕士

新能源逐渐成为了全球各国大力发展的目标。其中,以太阳能、风能为代表的可再生能源具有绿色、高效等关键特性,使其成为新能源领域的代表。新能源发电的电压等级普遍低于所需电压等级,故为满足新能源发电并网等需求,诸多国内外学者将着... 详细信息

新能源逐渐成为了全球各国大力发展的目标。其中,以太阳能、风能为代表的可再生能源具有绿色、高效等关键特性,使其成为新能源领域的代表。新能源发电的电压等级普遍低于所需电压等级,故为满足新能源发电并网等需求,诸多国内外学者将着眼于研制一种高增益、高效率、高稳定、高功率密度的DC-DC变换器。本文首先以基础boost变换器为切入点,将两个boost变换器级联得到二次型boost变换器,通过将其中的双独立电感改进为双耦合电感,并在变换器后级引入耦合电感副边和二极管电容倍压单元,得到本文双耦合电感二次型boost变换器。相较于传统变换器,所提变换器具有更高的电压增益。对所提变换器后级倍压进一步研究,使其可通过叠加的方式灵活提升电压增益。对变换器中电感工作在CCM、DCM以及BCM临界条件进行了详细分析,通过与国内外学者提出的变换器进行对比,验证本文变换器具有更高的电压增益。为进一步提升变换器的功率密度,对所提变换器中存在的两个耦合电感进行磁集成设计。采用解耦集成的方式,将两个耦合电感的四个绕组缠绕在一个“EI”磁芯中,使得磁芯的利用率和损耗得到明显改善。通过状态空间平均法对双耦合电感二次型boost变换器建立数学模型,根据数学模型设计单电压闭环控制回路。利用软件MATLAB/Simulink验证控制回路的可行性并求解PID参数。最后对样机进行了整体设计,主要包括驱动电路设计、采样电路设计、样机主体电路设计、控制器设计,将设计好的样机进行试验搭建,通过观察仿真结果证明了理论分析的准确性。该论文有图59幅,表5个,参考文献64篇。

关键词： DC-DC变换器高增益二次型boost变换器耦合电感状态空间平均法解耦集成

低输入电感电流纹波二次型boost PFC变换器

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

中国电机工程学报 2013年第12期33卷 32-38,183页

作者：杨平许建平董政张斐张士宇西南交通大学电气工程学院四川省成都市610031

针对boost功率因数校正(power factor correction,PFC)变换器输入电感电流纹波大、电磁干扰(electromagnetic interference,EMI)问题严重的缺点,提出将二次型boost变换器应用于PFC变换器,简称二次型boost PFC变换器,并分析其电路工作模... 详细信息

针对boost功率因数校正(power factor correction,PFC)变换器输入电感电流纹波大、电磁干扰(electromagnetic interference,EMI)问题严重的缺点,提出将二次型boost变换器应用于PFC变换器,简称二次型boost PFC变换器,并分析其电路工作模态。当输入电感工作于连续导电模式(continuous conduction mode,CCM)时,根据储能电感的工作模式(CCM和断续导电模式(discontinuous conduction mode,DCM)),将CCM二次型boost PFC变换器分为CCM-CCM二次型boost PFC变换器和CCM-DCM二次型boost PFC变换器。分析不同交流输入电压等级下CCMboost PFC变换器和二次型boost PFC变换器的输入电感电流纹波和占空比变化范围。结果表明,与CCM boost PFC变换器相比,CCM二次型boost PFC变换器减小了输入电感电流纹波和占空比变化范围。最后,通过仿真和实验结果验证了理论分析的正确性。

关键词：二次型boost变换器功率因数校正输入电感电流纹波占空比变化范围电磁干扰

储能电感对二次型boost PFC变换器的性能影响

维普期刊数据库

同方期刊数据库评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

电工技术学报 2017年第5期32卷 78-85页

作者：陈正格许建平杨平周国华磁浮技术与磁浮列车教育部重点实验室西南交通大学成都610031

相比于断续导电模式(DCM)boost功率因数校正(PFC)变换器,输入电感L1和储能电感L_2均工作于DCM的二次型boost PFC变换器的输出电压纹波明显减小,但其功率因数(PF)较低。首先分析了电感L1工作于DCM的二次型boost PFC变换器PF值表达式,指... 详细信息

相比于断续导电模式(DCM)boost功率因数校正(PFC)变换器,输入电感L1和储能电感L_2均工作于DCM的二次型boost PFC变换器的输出电压纹波明显减小,但其功率因数(PF)较低。首先分析了电感L1工作于DCM的二次型boost PFC变换器PF值表达式,指出可通过适当增大变换器中间电容电压VC1以提高PF值。其次,研究了电感L_2取值对中间电容电压及其电压纹波的影响。研究结果表明,当L_2工作于DCM时,可以通过设置较大的电感L_2/L1比值,以实现变换器更高的功率因数和更低的输出电压纹波。仿真与实验结果验证了理论分析的正确性。

关键词：二次型boost变换器中间电容电压储能电感高功率因数低输出纹波