电流馈电型双向DC-DC变换器的研究.pdf

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1、硕士学位论文电流馈电型双向DC-DC变换器的研究RESEARCHONCURRENT-FEDBIDIRECTIONALDC-DCCONVERTER周鑫哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TM46学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开工程硕士学位论文电流馈电型双向DC-DC变换器的研究硕士研究生：周鑫导师：潘学伟副教授申请学位：工程硕士学科：电气工程所在单位：深圳研究生院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TM46U.D.C:621.3Adissertat

2、ionsubmittedinpartialfulfillmentoftherequirementsfortheprofessionaldegreeofMasterofEngineeringRESEARCHONCURRENT-FEDBIDIRECTIONALDC-DCCONVERTERCandidate：ZhouXinSupervisor：Asso.Prof.PanXueweiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ElectricalEngineering

3、Affiliation：ShenzhenGraduateSchoolDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要运输电气化已受到研究人员和工业界的重大关注，双向DC-DC变换器在连接燃料电池总线和牵引逆变器以及储能方面起着重要的作用。与电压源式变换器相比，电流馈电式变换器由于其低输入电流纹波、高升压比、宽输入范围的高效率及输入电流可控性等优点，更适用于燃料电池等场合。但是，传统

4、单移相控制之下的双有源全桥电路存在轻载时变换器峰值电流较大、环流损耗较高等缺点，此外，全桥电路的高压侧开关管也存在电压应力较大的问题。针对上述缺点，本论文重点对变换器的控制策略及拓扑结构进行研究。选择双移相调制方式来改善变换器轻载时的性能，通过增加一个额外的控制变量来主动控制变换器中的峰值电流，以改善变换器轻载时的环流损耗。选取恰当的变量参数使得其在减小峰值电流的同时，保证低压侧开关管的软开关。同时，为解决高压侧开关管应力问题，高压侧选用带飞跨电容的三电平拓扑，低压侧保持为电流源型全桥结构。拓扑的改变使得高压侧开关管的应力减

5、小一半。本文在分析单移相调制下的双向全桥电路及双移相调制下的全桥加三电平电路的工作模态后，对两种调制之下拓扑的特性进行对比研究，包括变换器电流，电压及软开关范围。在利用PSIM软件进行仿真验证理论分析的正确性后，设计参数并搭建了一个1kW的实物样机，实验结果证明高压侧开关管的电压应力明显降低一半。双移相调制可减小变换器轻载时的电流尖峰并提高转换效率，除此之外，变换器高低压侧开关管均能实现软开关。关键词：电流馈电；软开关；三电平；漏感电流-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractTransportationelect

6、rificationhasreceivedsignificantinterestbyresearchersandindustriesfornextgenerationvehiclesasitoffersmeritsoflowemission,reducednoise,smoothdrive,betterefficiencyandhighperformance.BidirectionalDC-DCconverterplaysanimportantroleinterfacingfuelcellbusandtractioninve

7、rterandenergystorage.Generally,lowerinputcurrentripple,highstep-upratio,dcinputcurrentcontrollabilityandefficientoperationoverawideinputrangearerequiredbytheenergystorage.Current-fedconverterisagoodalternativecomparedtovoltage-fedconverterforapplicationssuchasfuelc

8、ells.However,thecurrent-feddualactivebridgebidirectionalDC-DCconverterwiththeconventionalphaseshiftmodulationisnotperfectduetothefollowingreasons