双重移相控制隔离型双向全桥DC-DC变换器的回流功率优化

发布时间：2022-08-12 18:19

　　隔离型双向全桥DC-DC变换器具有功率变换及电气隔离等优点,已广泛应用于电动汽车充放电系统、微电网以及新能源发电系统等领域,但是双重移相控制时变换器一个开关周期内存在输入功率为负值也就是存在回流功率的现象,而回流功率的存在会使得变换器开关损耗增加,最终导致变换器效率下降。因此,从减小回流功率的角度出发对变换器进行研究具有重要的价值和意义。本文首先建立了双重移相控制隔离型双向全桥DC-DC变换器的传输功率数学模型,并分析了回流功率产生机理以及软开关实现条件,其次针对变换器软开关条件下回流功率过大的问题,设计了一种回流功率最优控制方法。该方法以变换器既能实现软开关又能实现零回流功率为约束条件,结合传输功率数学模型,对软开关条件下最小回流功率进行了建模和功率分区,并推导出每个功率区的最优控制,搭建了仿真模型,并通过仿真进行了验证。最后本文搭建了以TMS320F28377D控制芯片为控制核心的实验样机,设计了变换器主电路、驱动电路等相关电路参数,并且对变换器进行了开环验证,实验结果表明变换器可以实现软开关,并且其回流功率随着内移相比的增大而减小。 

【文章页数】：53 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 隔离型双向DC-DC变换器的研究现状
        1.2.1 隔离型双向DC-DC变换器拓扑研究现状
        1.2.2 隔离型双向全桥DC-DC变换器控制策略研究现状
    1.3 主要研究内容
2 隔离型双向全桥DC-DC变换器工作原理
    2.1 单移相控制工作原理
        2.1.1 单移相控制工作模式
        2.1.2 单移相控制稳态数学模型与回流功率
        2.1.3 单移相控制软开关实现条件
    2.2 双重移相控制工作原理
        2.2.1 双重移相控制工作模式
        2.2.2 双重移相控制稳态数学模型与回流功率
        2.2.3 双重移相控制软开关实现条件
    2.3 两种控制方法下变换器功率传输特性对比分析
    2.4 两种控制方法下变换器回流功率特性对比分析
    2.5 本章小结
3 隔离型双向全桥DC-DC变换器优化双重移相控制策略
    3.1 软开关条件下最小回流功率特性建模
    3.2 回流功率优化分析
    3.3 零回流功率控制区
    3.4 仿真对比分析
        3.4.1 双重移相控制和优化双重移相控制下变换器软开关特性对比
        3.4.2 双重移相控制和优化双重移相控制下变换器回流功率特性对比
    3.5 本章小结
4 隔离型双向全桥DC-DC变换器优化双重移相控制实验研究及分析
    4.1 实验平台介绍
    4.2 软件设计
    4.3 移相角实现原理
    4.4 实验结果及分析
        4.4.1 软开关特性验证
        4.4.2 回流功率特性验证
    4.5 本章小结
5 结论及展望
    5.1 结论
    5.2 进一步研究工作展望
致谢
参考文献
在校学习期间所发表的论文及参与的科研项目



本文编号：3676368