检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：石璞北京交通大学

学位级别：硕士

新能源发电单元具有输出电压低、范围宽等特点,高频高效的低电压宽输入变换器成为新能源发电领域的研究热点。本文以新能源发电系统中的前级升压变换器为研究对象,讨论了适用于高频电路的软开关谐振型拓扑,其中全桥LLC谐振变换器软开关... 详细信息

新能源发电单元具有输出电压低、范围宽等特点,高频高效的低电压宽输入变换器成为新能源发电领域的研究热点。本文以新能源发电系统中的前级升压变换器为研究对象,讨论了适用于高频电路的软开关谐振型拓扑,其中全桥LLC谐振变换器软开关特性良好,可以实现全功率范围内的功率器件软开关,进而通过对拓扑的变形及工作模式的拓展可实现宽电压范围输入的要求。本文首先介绍了多模式谐振型直流变换器的基本原理,通过绘制相轨迹图得到变换器在三种工作模式下的开关管应力,以及不同模式下控制量与增益比之间的数学关系。并根据变换器前级的输出特性及三种工作模式的软开关特性对工作模式的电压范围进行合理分区,以光伏发电为应用背景进行了电路参数设计。针对高频场合中寄生参数影响加剧的情况,对电路进行包含寄生参数的s域小信号建模分析,进而开展高频寄生参数对电路软开关的影响研究。根据绕组间的电场储能特性进行数学建模,提取得到磁性元件寄生参数,并通过对包含寄生参数的等效电路进行分析,得出不影响软开关的变换器内寄生参数及死区时间的约束条件。最终,针对光伏发电系统设计了一台两级式光伏并网逆变器,完成两级式并网逆变器的系统设计。对前级多模式谐振型直流变换器进行了 MPPT跟踪策略研究及多模式控制策略研究,对后级双buck并网逆变器进行了并网策略研究。完成一台30VDC/220VAC 500W的实验样机,最高效率达到96.08%,验证了理论分析的可行性。

关键词：谐振型直流变换器寄生参数两级式光伏逆变器

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宽增益谐振型直流变换器及磁集成技术研究

宽增益谐振型直流变换器及磁集成技术研究

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作者：刘瑞欣天津大学

学位级别：硕士

随着直流微网的快速发展,直流变换器作为其中的关键接口,不仅承担着对分布式能源的可靠接入,还实现着对不同类型的直流负载的有效接入。因此,对直流变换器提出了更高的性能要求。在拓宽单级直流变换器电压增益范围的同时保证其转换效率... 详细信息

随着直流微网的快速发展,直流变换器作为其中的关键接口,不仅承担着对分布式能源的可靠接入,还实现着对不同类型的直流负载的有效接入。因此,对直流变换器提出了更高的性能要求。在拓宽单级直流变换器电压增益范围的同时保证其转换效率,并实现高频化、小型化、轻量化的发展目标,尚需要深入研究。本文围绕“宽增益谐振型直流变换器及磁集成技术研究”的课题展开了深入研究。下面将论文的主要工作归纳如下:(1)提出了一种具有两模式切换运行特性的软开关谐振型直流变换器,通过控制辅助开关管的通断,决定谐振电容是否并入谐振腔,从而确定变换器的运行模式。文中对不同模式下电路的阻抗及效率特性进行了详细分析,设计出可以同时满足两种运行模式要求的参数。进一步,对模式切换点进行优化选择,变换器可以在较窄的频率范围内同时实现高效率和宽增益范围的目标。(2)研究了一种CLTLC型多谐振软开关直流变换器拓扑,该变换器可同时实现基波和三次谐波有功功率的有效传递,减小了谐振腔内的无功环流,提高了转换效率。文章对变换器的拓扑及工作特性进行了介绍。此外,为满足高频化的需求,重新设计了变换器的参数并通过仿真予以验证。(3)提出了一种仅包含单一磁件的磁集成设计方案,可有效解决多谐振变换器中磁性元件数量过多的问题,并将其成功应用到CLTLC多谐振变换器中。为实现对励磁电感和漏感的控制,利用矩阵变压器思想和绕组不均分设计,在磁心的中柱引入一定气隙,可得到一种新型E型磁心结构。基于该结构,建立变压器的磁阻模型,从数学角度对所提方案进行论证。同时,给出了对应PCB绕组和磁芯的具体设计方法。最后,利用Maxwell软件搭建有限元仿真模型,由此验证该方案的可行性。(4)搭建了多谐振型直流变换器实验样机,并进行了相关实验。通过模式切换的控制方法,变换器可在较狭窄的频率范围内获得较宽的电压增益范围。此外,还获得了内在的过流保护功能。其次,针对提出的磁集成设计方案进行实验验证。以1k W的样机作为实验平台,验证了基于所提设计方案制成的变换器在功能上完全可行,同时变换器也能在全负载范围内实现较高的转换效率。

关键词：宽增益范围谐振型直流变换器软开关高转换效率磁集成

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应用于宽输入电压范围的两模式切换型软开关谐振直流变换器

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电工技术学报 2020年第22期35卷 4739-4749页

作者：刘瑞欣王议锋韩富强杨良冀睿琳天津大学智能电网教育部重点实验室天津300072 国家电网公司国家电力调度控制中心北京100031 国网天津客服中心天津300210

该文提出一种具有两模式切换运行特性的软开关谐振型直流变换器,通过控制辅助开关管的通断,来改变谐振腔结构进而决定变换器的运行模式。该变换器共有两种工作模式:LLC模式和LLCC模式。结合LLC谐振变换器的参数设计方法及所提变换器的特... 详细信息

该文提出一种具有两模式切换运行特性的软开关谐振型直流变换器,通过控制辅助开关管的通断,来改变谐振腔结构进而决定变换器的运行模式。该变换器共有两种工作模式:LLC模式和LLCC模式。结合LLC谐振变换器的参数设计方法及所提变换器的特点,设计出可以同时满足两种运行模式要求的参数。通过对模式切换点进行优化选择,变换器可以在较窄的频率范围内同时实现高效率和宽增益范围的目标。另外,在不增加拓扑复杂度的基础上引入额外的谐振零点,实现了内在的过电流保护功能。最后,搭建一台1kW的实验样机来验证上述理论分析的正确性。实验结果表明:所提变换器具有优良的性能,当输入电压从150~400V变化时,输出电压一直稳定在400V,所测最高效率值为97.3%。

关键词：模式切换软开关谐振型直流变换器高转换效率宽输入电压范围

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CLTLC多谐振变换器的磁集成方法

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电工技术学报 2022年第2期37卷 380-388页

作者：王议锋刘瑞欣韩富强孟准天津大学智能电网教育部重点实验室天津300072 国网南京供电公司南京210019 国网天津市电力公司经济技术研究院天津300171

基于印制电路板(PCB)绕组及平面变压器技术,提出一种仅包含单一磁件的磁集成设计方案,可有效解决多谐振变换器中磁性元件数量过多的问题,并将其成功应用到CLTLC多谐振变换器中。该变换器的所有磁性元件,包括两个谐振电感和两个高频变压... 详细信息

基于印制电路板(PCB)绕组及平面变压器技术,提出一种仅包含单一磁件的磁集成设计方案,可有效解决多谐振变换器中磁性元件数量过多的问题,并将其成功应用到CLTLC多谐振变换器中。该变换器的所有磁性元件,包括两个谐振电感和两个高频变压器,都可集成到EIE型磁心结构中。为实现变压器励磁电感和漏感的解耦控制,利用矩阵变压器思想和绕组不均匀分布设计,在磁心的中柱引入一定气隙,可得到一种新型E型磁心结构。另外,基于该结构,建立变压器的磁阻模型,从数学角度对所提磁集成方案进行论证。同时,给出最终的磁集成设计方案。最后,建立一台额定功率为1kW的CLTLC多谐振变换器样机,并进行了相关实验。实验结果验证了所提磁集成设计方案的可行性和有效性,变换器的最大效率可达96.45%。

关键词： PCB绕组平面变压器不均匀分布绕组谐振型直流变换器高转换效率

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