应用于光伏系统的推挽全桥变换器研究

【摘要】：由于全球性环境问题和各国能源发展战略调整，太阳能发电技术得到迅速发展。在独立光伏发电系统中，储能环节必不可少。本课题针对独立光伏发电系统储能环节高输入电流、高电压传输比、双向性的应用场合，研究了一种电流型推挽/全桥双向DC/DC变换器。 首先本文介绍了双向DC/DC变换器的发展和应用背景，针对独立光伏系统储能环节的特点，引出了电流型推挽/全桥双向DC/DC变换器。该变换器包含两种工作模式（1）升压模式：蓄电池放电，通过推挽电路和高频变压器对蓄电池电压进行升压。（2）降压模式：蓄电池充电，通过全桥电路和高频变压器对直流母线电压进行降压。本文详细介绍了两种模式的工作原理并给出了仿真波形。然后提出了应用于独立光伏系统的电流型推挽/全桥双向DC/DC变换器的三个关键问题：（1）变换器的启动和关断；（2）推挽侧的尖峰电压；（3）高频变压器的偏磁、漏感，给出了三个关键问题的解决方案，并详细研究了推挽侧的尖峰电压。 分析了推挽侧尖峰电压产生的原因，设计了RCD、LCD、有源钳位三种解决方案，分别对三种解决方案的工作原理和优缺点进行了研究和仿真。研究了全桥侧开关管同步整流模式对尖峰电压的影响，分析了对尖峰电压产生影响的详细原理。最后研制了一台1000W的实验样机，给出了详细的硬件设计过程和实验波形。 【关键词】：双向DC/DC变换器 同步整流 电压尖峰 推挽全桥
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM46
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 图清单11-14
• 变量注释表14-16
• 1. 概述16-29
• 1.1 前言16-18
• 1.2 光伏发电系统组成和介绍18-19
• 1.3 光伏发电系统分类与应用19-22
• 1.4 双向 DC/DC 变换器22-28
• 1.5 课题研究的意义28
• 1.6 本文主要内容28-29
• 2. 电流型推挽/全桥双向变换器29-43
• 2.1 电流型推挽/全桥双向变换器工作原理29-38
• 2.2 应用于光伏系统的推挽/全桥变换器关键问题38-42
• 2.3 本章小结42-43
• 3. 电流型推挽/全桥双向变换器尖峰电压的研究43-62
• 3.1 RCD 在变换器推挽侧的应用44-46
• 3.2 LCD 在变换器推挽侧的应用46-51
• 3.3 有源钳位在变换器推挽侧的应用51-58
• 3.4 同步整流对尖峰电压的影响58-61
• 3.5 本章小结61-62
• 4. 变换器硬件电路设计62-72
• 4.1 高频主变压器的设计62-66
• 4.2 滤波电感设计66-69
• 4.3 输出电容设计69-70
• 4.4 功率管的选择70-71
• 4.5 本章小结71-72
• 5. 实验验证72-78
• 5.1 样机制作72-74
• 5.2 实验波形74-76
• 5.3 本章小结76-78
• 6. 总结78-79
• 6.1 系统的不足与改进78-79
• 参考文献79-82
• 作者简历82-84
• 学位论文数据集84

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