基于移相全桥-倍流整流的双向DC-DC变换器的研究

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1、硕士学位论文基于移相全桥-倍流整流的双向DC/DC变换器的研究RESEARCHONFULLBRIDGE-CURRENTDOUBLERBASEDBIDIRECTIONALDC/DCCONVERTER李振方哈尔滨工业大学2013年6月国内图书分类号：TM64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基于移相全桥-倍流整流的双向DC/DC变换器的研究硕士研究生：李振方导师：王毅教授申请学位：工学硕士学科：电气工程所在单位：深圳研究生院答辩日期：2013年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TM64U

2、.D.C:621.3DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONFULLBRIDGE-CURRENTDOUBLERBASEDBIDIRECTIONALDC/DCCONVERTERCandidate：LiZhenfangSupervisor：Prof.WangYiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ElectricalEngineeringAffiliation：ShenzhenGraduateSchoolDateof

3、Defence：June,2013Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要双向DC/DC变换器在各种场合的充放电系统中被大量使用，其中，隔离双向DC/DC变换器因其安全性和实用性备受人们青睐。本文所研究的对象就是一种基于移相全桥-倍流整流的双向DC/DC拓扑。一直以来，人们对此拓扑的研究主要集中在其正向工作上，而对于其反向工作过程，则鲜有研究。本文就是对此拓扑的正反向工作过程进行一种技术探究，来研究其性能。本文首先研究了传统的移相全桥-倍流整流

4、拓扑的工作原理，然后研究了双向全桥结构DC/DC变换器的性能，发现，由于其不能实现正反向输入输出电压恒定，故选择了另外一种拓扑，即将变压器副边由双向全桥结构DC/DC变换器的全桥结构改为使用MOSFET器件的倍流整流结构。然后对此拓扑的正反向工作过程进行了具体分析，并使用SABER仿真软件验证了其原理的正确性。接着，本文探究了了此拓扑的正反向工作过程实现同步整流的方法，给出了驱动信号的调制方法，并且，对在反向工作时的同步整流驱动信号调制的方法进行了仿真验证。在第三章中，分析了拓扑正反向工作时的几个重要问题。首先是针对反向工作时的MOSFET电压尖峰，

5、提出了一种有源箝位的方法；然后，设计了正反向工作时的驱动电路；最后，对拓扑正反向工作的损耗进行了分析。在第四章中，对电路的正反向工作进行建模。在建立拓扑正向工作模型的时候，由于其模型可以通过BUCK变换器模型演化得到，故首先建立BUCK变换器模型，然后对非理想的隔离变压器模型加以考虑，则得到了拓扑正向工作小信号模型；在推导此拓扑结构的反向模型时，也是利用BOOST模型演化得到。在模型建立完成之后，进行了补偿环路的设计，并使用MATLAB分析了补偿结果，结果较为理想。在第五章中，计算了电路中各元件参数，并进行了变压器的设计，根据所计算的元件参数，搭建了

6、硬件电路，并且测试了电路正反向工作，结果较为理想。关键词：移相全桥；倍流整流；双向DC/DC；同步整流；有源箝位-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractBidirectionalDC/DCconverteriswidelyusedinvariousoccasionsofbatterysystem,inwhichisolatedbi-directionalDC/DCconverterispopularbecauseofitssafetyandpracticality.Theobjectofthisthesisisbasedonthebidi

7、rectionalphase-shiftedfull-bridgetopologywithcurrentdoubler.Thestudyofthistopologyismainlyconcentratedintheforwardwork,andfewstudiesforthereverseprocess.Thisarticleresearchedboththeprosandconsofthistopology,researchedit'sprinciple,andstudieditsperformance.Thispaperstudiedthetra

8、ditionalphase-shiftedfull-bridgewithcurrentdoublertopo