光伏DC/DC變換器效率優(yōu)化的分析

【摘要】：隨著世界能源危機和環(huán)境問題的日益嚴峻,人們對可再生能源寄予厚望。光伏發(fā)電作為一種重要的可再生能源日益受到人們的關注。但是由于受不同光照強度和負載的影響,光伏電池板的輸出電壓具有范圍較寬的特點。寬范圍的輸出電壓不能直接給負載供電,為了獲得負載所需的電壓,需要加入變換器,因此變換器的效率會影響整個系統(tǒng)的光電轉化效率。因此作為光伏系統(tǒng)的變換器必須滿足輸入電壓范圍寬,變換效率高的特點。 光伏發(fā)電作為一種很有前途的清潔能源對人類社會的發(fā)展具有重要意義,本文第一章介紹了光伏逆變器的幾種常見結構,然后對現有可用的隔離結構的DC/DC變換器進行比較,分析了各自的優(yōu)缺點,并提出本文使用的拓撲結構。 本文的第二章主要對提出的變換器的工作原理進行分析,首先從變換器階段分析入手,詳細介紹變換器在各階段的工作狀態(tài)與等效電路。然后推導了變換器在全輸入電壓范圍內實現軟開關的條件。最后在LLC變換器直流增益的基礎上,推導了變換器的直流增益模型。 本文第三章主要介紹變換器的設計方法。由于變換器參數的設計對變換器運行效率有決定性的影響,本章首先建立變換器的損耗模型。然后根據變換器參數對損耗的影響,選擇對損耗有利的參數。同時,本章給出了變換器控制電路設計方案。 論文在上述分析研究的的基礎上,研制了一臺1kW實驗樣機,對變換器在全電壓范圍內進行了實驗,驗證了理論分析和設計的正確性。 【關鍵詞】：DC/DC變換器 光伏發(fā)電 效率研究
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：TM46
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-7
• 目錄7-9
• 第1章 緒論9-19
• 1.1 光伏發(fā)電的意義9-11
• 1.1.1 能源危機9-10
• 1.1.2 環(huán)境問題與清潔能源10-11
• 1.1.3 光伏發(fā)電前景11
• 1.2 國內外技術現狀與發(fā)展趨勢11-14
• 1.2.1 光伏發(fā)電系統(tǒng)簡介11-12
• 1.2.2 光伏逆變器的幾種結構12-14
• 1.3 高頻隔離型DC/DC拓撲14-18
• 1.4 選題意義與研究內容18-19
• 1.4.1 選題意義18
• 1.4.2 研究內容18-19
• 第2章 變換器工作原理分析19-37
• 2.1 變換器工作原理19-26
• 2.1.1 變換器拓撲結構19-21
• 2.1.2 變換器工作過程階段分析21-26
• 2.2 電路軟開關條件26-31
• 2.2.1 軟開關階段分析26-29
• 2.2.2 前置電感對軟開關的影響29-31
• 2.3 電路穩(wěn)態(tài)分析31-36
• 2.3.1 LLC電路增益31-34
• 2.3.2 電路增益模型34-36
• 2.4 本章小結36-37
• 第3章 變換器設計方法37-55
• 3.1 電路主要參數37-41
• 3.2 損耗模型及計算結果41-45
• 3.3 變換器設計方法45-50
• 3.3.1 直流母線電壓選取45-46
• 3.3.2 激磁電感設計46-48
• 3.3.3 諧振電感電容的選取48-49
• 3.3.4 變換器參數設計舉例49-50
• 3.4 控制電路設計50-54
• 3.4.1 驅動電路設計51-52
• 3.4.2 電壓采樣與保護電路設計52-53
• 3.4.3 過流保護電路53-54
• 3.5 本章小結54-55
• 第4章 變換器實驗驗證55-61
• 4.1 實驗方法55-56
• 4.2 軟開關特性56-58
• 4.3 變換器效率58-59
• 4.4 增益曲線59-60
• 4.5 本章小結60-61
• 第5章 總結與展望61-62
• 參考文獻62-66
• 附錄A LLC諧振變換器主要電路參數推導66-72
• 附錄B 半橋橋臂開關管關斷損耗72-73
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表論文73-74
• 致謝74

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