双有源桥式双向DC-DC变换器的研究

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1、广东工业大学硕士学位论文（工学硕士）双有源桥式双向DC-DC变换器的研究郭苏昊二○一八年六月分类号：学校代号：11845UDC：密级：学号：2111504136广东工业大学硕士学位论文（工学硕士）双有源桥式双向DC-DC变换器的研究郭苏昊指导教师姓名、职称：张淼教授学科(专业)或领域名称：控制科学与工程学生所属学院：自动化学院论文答辩日期：2018年6月2日ADissertationSubmittedtoGuangdongUniversityofTechnologyfortheDegreeofMaster(MasterofEngineeringScience)Res

2、earchondualactivebridgebidirectionalDC-DCconverterCandidate:GuoSuhaoSupervisor:Prof.ZhangMiaoJune2018SchoolofAutomationGuangdongUniversityofTechnologyGuangzhou,Guangdong,P.R.China,510006摘要摘要随着城市的发展与建设，传统能源正在被不断的开采和消耗。为了解决能源枯竭和环境污染问题，可再生能源的开发和有效利用成为了当今时代研究的热点。将储能装置与能源发电设备相结合，建立可靠的储能系统，能

3、解决可再生能源带来的一些技术难题，比如：如何产生稳定的电能、如何让系统保持高效稳定的工作等。混合储能系统已被应用到了微电网中。双向DC-DC变换器可以作为电网与储能装置之间实现能量双向流动的桥梁。本文研究的双有源桥式双向DC-DC(DAB)变换器是由隔离变压器和两个全桥电路构成。两侧桥臂均为可控，能够实现能量的双向流动。其电压电流应力小，能够承受大功率，适用于大功率场合应用，通过移相控制算法能够实现软开关。本文主要完成了以下几方面的工作:首先，研究了DAB变换器在不同移相控制下的工作模式及其基本原理。通过分析回流功率对系统效率的影响，比较单移相控制（SPS）和双重移

4、相控制（DPS）方法下变换器系统效率的不同。另外，还分析了在双重移相控制之下，变换器在Buck控制方式和Boost控制方式时的区别。其次，研究了变换器在双重移相控制下的功率模型。通过对比各种系统建模的方法，找到适合本研究中的变换器要求的一种方法。建立了传输功率和回流功率的数学模型，推导出了系统的动态模型。研究变换器的优化策略，使得回流功率减小。最后，本研究设计硬件系统电路。设计了由主电路、控制电路、高频变压器、驱动电路以及采样电路等部分构成的系统结构图。根据最大传输功率以及输入输出电压值，计算电路各部分参数。运用AP法，设计高频变压器。根据系统结构图，在Simuli

5、nk环境下搭建双有源桥双向DC-DC变换器的仿真系统，验证理论的准确性。关键词：双向DC-DC变换器；移相控制；高频变压器；回流功率I广东工业大学硕士学位论文ABSTRACTWiththedevelopmentandconstructionofthecity,thetraditionalenergyisbeingconstantlyexploitedandconsumed.Inordertosolvetheproblemofenergydepletionandenvironmentalpollution,thedevelopmentandutilizationofr

6、enewableenergyhasbecomeahottopicinthecurrentperiod.Areliableenergystoragesystemthatisbuiltbycombiningtheenergystoragedevicewiththepowergenerationequipmentcansolvesometechnicalproblemsbroughtbyrenewableenergy，e.g.:howtogeneratestablepowerandhowtokeepthesystemstableandefficient.Thehybrid

7、energystoragesystemhasbeenappliedtothemicrogrid.BidirectionalDC-DCconvertercanbeusedasalinkbetweenpowergridandenergystoragedevicetoachieveenergyflow.ThedualactivebridgebidirectionalDC-DC(DAB)converterstudiedinthisarticleismadeupofisolationtransformerandtwofullbridgecircuits.Bothsides