混合式控制单向双向DC-DC变换器的研究.pdf

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1、混合式控制单向/双向DC-DC变换器的研究刘弘耀2015年1月中图分类号：UDC分类号：混合式控制单向/双向DC-DC变换器的研究作者姓名刘弘耀学院名称自动化学院指导教师沙德尚副教授答辩委员会主席廖晓钟教授申请学位工学硕士学科专业电气工程学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年1月ResearchonHybridControlUnidirectional/BidirectionalDC-DCConvertersCandidateName：HongyaoLiuSchoolorDepartment:SchoolofAutomationFacultyMentor:Prof.Deshang

2、ShaChair,ThesisCommittee：Prof.XiaozhongLiaoDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor：ElectricalEngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：Jan，2015北京理工大学硕士论文摘要为了进一步提高电力电子设备和系统的性能和效率，混合式控制技术在电力电子技术中得到了越来越多关注。近些年来，在单向DC/DC变换器和双向DC/DC变换器中，混合式控制技术已经得到了广泛的应用。本文分别针对单向混合式控制DC/DC变换器和双向混

3、合式DC/DC变换器进行了研究。本文首先研究了单向混合式控制DC/DC变换器工作原理。在此基础上，详细的研究了单向混合式控制DC/DC变换器谐振参数设计和软开关条件。然后，对变换器进行了参数设计，并进行了损耗分析。最后，通过软件仿真、实验验证了本文所提的单向混合式控制变换器工作原理分析的正确性，并通过实验证明了该变换器的高效性。根据发现的环流问题提出一种改进控制方法，并给出了仿真分析。本文还针对双向混合式控制DC/DC变换器进行了分析,详细分析了变换器的软开关条件和环流损耗等问题。并根据实际需求，对变换器的参数进行了设计。为提高系统的功率等级，冗余性和灵活性，本文研究了多模块并联技术。为

4、改善传统下垂法电压调整率的问题，本文提出了一种改进的分散式控制策略，并详细的分析了其工作原理。然后，利用小信号建模，验证了这种方法的稳定性。最后，通过软件仿真验证了该控制策略的可行性。结果表明，该控制策略在单模块器件参数不一致的情况下也能实现精确的均流。最后，本文针对并联型双向混合式控制DC/DC变换器的分散式控制策略进行了实验验证，结果表明，该控制方法不论在动态或者稳态情况下都能实现良好的均流效果，还能有效改善高压侧电压调整率，并能够实现模块的热插拔。关键词：混合式控制、高效率、并联型双向DC/DC、改进的下垂法、均流I北京理工大学硕士论文AbstractInordertofurthe

5、rimprovetheperformanceandefficiencyofpowerelectronicequipmentandsystem,hybridcontroltechnologydrawsmoreandmoreattention.Inrecentyears,hybridcontroltechnologyhasbeenwidelyusedinunidirectionalandbidirectionalDC/DCconverters.TheunidirectionalhybridcontrolDC/DCconverterandbidirectionalhybridDC/DCconv

6、erterarestudiedinthispaper.Firstly,theworkingprincipleofahybridcontrolunidirectionalDC/DCconverterisanalyzed.Onthisbasis,resonantparameterdesignandsoftswitchingconditionsaregiven.Theparametersoftheconverteraredesignedandthepowerlossisanalyzed.Lastly,thevalidityoftheanalysisoftheoperatingprinciple

7、softheproposedconverteriscertifiedbythesimulationsandexperiments.Thehighefficiencyisprovedthroughexperiments.Toeliminatethecirculationproblem,animprovedcontrolmethodisproposed,andthesimulationanalysisispresented.Ahybri