超級電容能量回收雙向DC-DC變換器的研究.pdf

1、環(huán)境污染、石油資源枯竭等問題的日益加重引發(fā)了人們對新型環(huán)保能源的研發(fā)熱潮。超級電容含有不但放電時(shí)電流大，充電時(shí)電流同樣很大、單位體積內(nèi)含有的功率能量密度高、可以循環(huán)使用的次數(shù)多、容量不會發(fā)生變化等優(yōu)點(diǎn)，是新的能夠儲存能量的器件，在混合動力驅(qū)動的汽車、純電力驅(qū)動的汽車、UPS電源、微網(wǎng)系統(tǒng)以及工業(yè)自動化等相關(guān)領(lǐng)域被普遍的應(yīng)用。由超級電容組成的儲存能量系統(tǒng)一般要求能夠和高壓側(cè)的直流母線進(jìn)行雙向能量流通，雙向流動的DC-DC變換器可以在很大程

2、度上降低成本，減小儲能設(shè)備需要的空間和重量，對其的研究擁有相當(dāng)?shù)膬r(jià)值。本文經(jīng)過對超級電容以及各種雙向DC-DC變換器基本組成結(jié)構(gòu)的研究，提出了一種交錯并聯(lián)磁集成軟開關(guān)能量雙向流動DC-DC變換器。
　　在雙向DC-DC變換器中加入交錯并聯(lián)磁件集成軟開關(guān)技術(shù)可以降低變換器輸出電流的紋波，提升電路的瞬態(tài)響應(yīng)反應(yīng)，降低開關(guān)損耗。針對不同運(yùn)行狀態(tài)下的功率流向，對交錯并聯(lián)磁件集成能量雙向流動DC-DC變換器的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析，并推導(dǎo)了穩(wěn)態(tài)工

3、作時(shí)的基本方程，獲得了穩(wěn)態(tài)電壓增益，給出了能夠達(dá)到軟開關(guān)的條件，可以使電路中開關(guān)器ZVS導(dǎo)通。通過分析等效電感，得到了輸出穩(wěn)態(tài)紋波與動態(tài)響應(yīng)以及集成電感耦合系數(shù)的關(guān)系，并給出了設(shè)計(jì)范圍，利用陣列式磁芯設(shè)計(jì)了耦合電感，并介紹了設(shè)計(jì)的方法。針對雙向DC-DC變換器工作模式的不同，分析了實(shí)際使用條件的需求，并指定可相對應(yīng)的控制策略，給出了Boost和Buck模式下的小信號動態(tài)模型，設(shè)計(jì)了相對應(yīng)模式下的控制器，以提高系統(tǒng)的性能。詳細(xì)介紹了控制電