隔離式光伏發(fā)電用推挽正激DC/DC變換器的研究

【摘要】：太陽能—作為世界能源發(fā)展戰(zhàn)略的重要環(huán)節(jié)，是一種取之不盡的綠色能源，因而光伏發(fā)電技術(shù)得到了迅速發(fā)展。隨著電力電子技術(shù)和光伏電池的不斷結(jié)合與進(jìn)步，光伏發(fā)電系統(tǒng)對(duì)于關(guān)鍵平衡設(shè)備—DC/DC變換器的性能要求越來越高。 由于推挽正激電路在低壓大電流、寬范圍電壓輸入的場(chǎng)合具有較大的優(yōu)勢(shì)。因此本文以推挽正激變換器作為系統(tǒng)的主拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。詳細(xì)分析了推挽正激電路的工作原理以及箝位電容和漏感對(duì)電路的影響。變換器設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)面臨的一個(gè)難題：如果系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高輸出電壓、高功率的輸出，就會(huì)出現(xiàn)開關(guān)管承受的電流比較高，整流二極管承受的電壓應(yīng)力大以及反向恢復(fù)時(shí)間長(zhǎng)的問題，同時(shí)系統(tǒng)的器件選擇會(huì)受到限制。針對(duì)這些問題，本課題提出了使用兩個(gè)推挽正激DC/DC變換器模塊輸入并聯(lián)輸出串聯(lián)的方案——IPOS(InputParallelOutputSeries)組合式變換器，滿足DC/DC變換器具有高功率、高電壓輸出的效果。 分析了IPOS組合變換器的參數(shù)對(duì)于輸出電壓平衡的影響。為了使系統(tǒng)能夠正常工作，應(yīng)保證模塊之間的輸出電壓均衡，分析了輸入均流與輸出均壓的關(guān)系，得出輸出均壓可以保證輸入均流，反之亦然。提出了一種模塊化均壓控制策略，建立了IPOS組合式變換器模塊化均壓控制模型，并通過仿真驗(yàn)證了理論分析結(jié)果。 最后，基于DSPTMS320F2812數(shù)字化控制，搭建了由兩個(gè)單模塊推挽正激電路組成的IPOS組合式DC/DC變換器的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。通過實(shí)驗(yàn)和仿真驗(yàn)證了單模塊工作過程的正確性，以及兩模塊IPOS組合式變換器均壓控制策略的可行性，同時(shí)滿足設(shè)計(jì)要求。 【關(guān)鍵詞】：光伏發(fā)電 推挽正激變換器 IPOS組合式變換器 均壓控制 數(shù)字控制
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TM46
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-19
• 1.1 課題研究背景10-11
• 1.2 光伏發(fā)電系統(tǒng)中 DC/DC變換器11-12
• 1.3 DC/DC變換器的主電路拓?fù)溥x擇12-17
• 1.3.1 DC/DC變換器的設(shè)計(jì)12-13
• 1.3.2 DC/DC變換器—推挽正激電路13-15
• 1.3.3 組合變換器15-16
• 1.3.4 IPOS組合變換器控制策略總結(jié)16-17
• 1.4 本文研究的意義和內(nèi)容17-19
• 第2章 推挽正激變換器分析19-34
• 2.1 引言19
• 2.2 推挽正激電路的工作模態(tài)及參數(shù)分析19-26
• 2.2.1 工作模態(tài)分析20-24
• 2.2.2 箝位電容參數(shù)分析24-25
• 2.2.3 漏感參數(shù)分析25-26
• 2.3 損耗分析26-29
• 2.3.1 功率開關(guān)管的損耗26-27
• 2.3.2 整流電路的損耗27
• 2.3.3 功率變壓器和電感損耗27-29
• 2.3.4 線路損耗29
• 2.4 仿真分析29-33
• 2.4.1 仿真波形圖30-32
• 2.4.2 軟開關(guān)仿真波形圖32-33
• 2.5 本章小結(jié)33-34
• 第3章 IPOS組合式推挽正激變換器控制策略34-48
• 3.1 引言34
• 3.2 IPOS組合變換器中均流與均壓的關(guān)系34-35
• 3.2.1 輸入均流與輸出均壓關(guān)系34-35
• 3.2.2 系統(tǒng)穩(wěn)定性分析35
• 3.3 組合變換器模塊化控制策略35-42
• 3.3.1 參數(shù)對(duì)IPOS組合式變換器的影響35-37
• 3.3.2 輸出均壓控制策略37-38
• 3.3.3 IPOS組合式變換器的模塊化結(jié)構(gòu)38-41
• 3.3.4 小信號(hào)建模41-42
• 3.4 仿真分析42-46
• 3.4.1 影響均壓因素仿真分析42-45
• 3.4.2 IPOS組合式變換器的均壓控制仿真45-46
• 3.5 本章小結(jié)46-48
• 第4章 推挽正激變換器系統(tǒng)設(shè)計(jì)48-59
• 4.1 引言48
• 4.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)48-56
• 4.2.1 功率開關(guān)管選取48-49
• 4.2.2 整流二極管選取49
• 4.2.3 變壓器設(shè)計(jì)49-53
• 4.2.4 輸出濾波電路設(shè)計(jì)53-54
• 4.2.5 驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)54
• 4.2.6 采樣調(diào)理電路設(shè)計(jì)54-56
• 4.3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)56-58
• 4.3.1 控制芯片 T MS 320F 2812 簡(jiǎn)介56-57
• 4.3.2 系統(tǒng)軟件流程圖57-58
• 4.4 本章小結(jié)58-59
• 第5章 推挽正激變換器系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)與分析59-65
• 5.1 引言59
• 5.2 單臺(tái)推挽正激 DC/DC變換器實(shí)驗(yàn)59-62
• 5.2.1 單模塊推挽正激 DC/DC變換器開環(huán)實(shí)驗(yàn)59-61
• 5.2.2 單模塊推挽正激 DC/DC變換器閉環(huán)實(shí)驗(yàn)61-62
• 5.3 IPOS組合式 DC/DC變換器實(shí)驗(yàn)62-63
• 5.4 本章小結(jié)63-65
• 結(jié)論65-66
• 參考文獻(xiàn)66-71
• 致謝71-72
• 作者簡(jiǎn)介72

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