高增益三电平zeta变换器的研究

《高增益三电平zeta变换器的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、硕士学位论文高增益三电平zeta变换器的研究STUDYONHIGHSTEP-UPTHREE-LEVELZETACONVERTER管恩慧哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：TM132O415.5学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开工学硕士学位论文高增益三电平zeta变换器的研究硕士研究生：管恩慧导师：刘洪臣副教授申请学位：工学硕士学科：电气工程所在单位：电气工程及自动化学院答辩日期：2015年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TM132O415.5U.D.C:621.3

2、DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringSTUDYONHIGHSTEP-UPTHREE-LEVELZETACONVERTERCandidate：GuanEnhuiSupervisor：ViceProf.LiuHongchenAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ElectricalEngineeringAffiliation：SchoolofElectricalEngineeringandAutomation

3、DateofDefence：June,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要伴随着太阳能光伏发电系统和燃料电池等绿色清洁能源的发展和应用，具有高增益电压转换功能的DC-DC变换器逐渐成为了国内外学者们研究的热点。和两电平DC-DC变换器相比，三电平DC-DC变换器具有降低开关管、二极管电压应力以及减小滤波器件的尺寸等的优势和特点。同时，三电平DC-DC变换器与两电平DC-DC变换器具有相同的电压输出能力，并且

4、都不能实现更高的电压转换比。为了进一步提高受电路拓扑结构和功率器件所限制的DC-DC变换器的升压能力，本文中提出了一种新型的三电平zeta变换器的拓扑结构。本文中所提出的新型变换器是一种带有双自举耦合电感结构单元的三电平zeta变换器。该新型三电平zeta变换器在能够实现较高的电压增益同时具备了三电平zeta变换器的优点。本文首先以传统的两电平zeta变换器为研究对象，根据三电平的电路变换思想将其变换为三电平zeta变换器，并对该电路进行理论分析。同时，通过Matlab仿真验证和实验验证共同证明其理论分析的正确性和电路的可行

5、性。其次，为进一步提升电路的电压增益，本文中将三电平zeta变换器的电路拓扑结构进行改进，依次将电感元件替换为开关电感、单自举开关电感和双自举开关电感结构单元，并对三种电路进行了理论分析和Matlab仿真验证。最后，对双自举三电平zeta变换器进行了实验验证，充分的证明了其具有相对较高的升压能力。最后，为了降低占空比取值对DC-DC变换器中电压转换比的限制，本文中引入了耦合电感结构单元。将开关耦合电感结构单元替代双自举开关电感中的电感元件并对电路的拓扑结构进行优化和改善，最终提出了耦合电感型双自举三电平zeta变换器。该电路

6、中引入了耦合电感匝数比这个变量，充分的缓解了电路中电压增益对占空比取值的依赖。最后，通过Matlab仿真和实验验证充分的证明了该耦合电感型双自举三电平zeta变换器具有更强的升压能力。本文中所提出的双自举耦合电感结构单元同样可以应用到其他传统类型的DC-DC变换器中，对DC-DC变换器电路实现高增益电压转换功能具有重要的指导意义。关键词：三电平DC-DC变换器；拓扑结构；电压增益；双自举；耦合电感-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractWiththedevelopmentandapplicationofthegr

7、eenenergysuchasphotovoltaicpowergenerationsystemandfuelcell,moreandmorescholarsathomeandabroadfocusonthestudyingoftheDC-DCconverterwiththehighvoltagegain.Thethree-levelDC-DCconverterhasadvantagesofreducingthevoltagestressofthediodesandtheswitchesandalsothefiltersiz

8、e,comparedwiththetwo-levelDC-DCconverters.However,three-levelDC-DCconverterhasthesamevoltageconversionratiowiththetwo-levelDC-DCconverter.Inorder