双向DCDC变换器研究毕业设计

摘要遇到的问题：1，对整体电路的进行调试，如何将各部分电路整合起来协同工作。。2，如何减小双向DC一DC变换器中的循环能量，降低通态损耗，提高总体效率。解决方案：查阅相关资料，参考文献。挑选合适器件，利用matlab进行真。对主要参数进行合理设计，减少损耗，提高效率。毕业论文进度第11-12周：对电路进行闭环设计，并对其进行仿真。第13-14周：完成毕业设计撰写论文。第15周：修改论文格式，打印论文。五、致谢在此，非常感谢老师在我进行毕业设计过程中给予的帮助，遇到问题是给予很好的意见和解决方法。一直以来老师严谨的治学态度，求实的工作作风，平易近人的处事风格，教会了我正确的处世方法。借此机会，我要向老师致以最诚挚的敬意和最衷心的感谢！六、主要参考文献[1]张方华.朱成花.王慧贞等双向DC-DC变换器电路拓扑的分析与评价电源技术学报Vol.1,No.4,2003，332-338；[2]朱成花.张方华.严仰光两端稳压软开关双向Buck/Boost变换器研究南京航空航天大学学报2004，Vol.36.No.2，226-230；[3]张方华.严仰光.带隔离变压器的DC/DC变换器的ZCT方案中国电机工程学报Vol.23.No.9，2003，63-66；[4]赵同贺.刘军.关电源设计技术与应用实例北京:人民邮电出版社2007;[5]王兆安.黄俊.电力电子技术第4版.北京:机械工业出版社，2000；[6]袁进北.马瑞卿.樊平.带辅助谐振的移相全桥ZVSDC／DC变换器研究电力电子技术,2008,42(5)：23—25;[7]牛利勇.姜久春.张维戈.一种全桥移相式ZVZCS变换器的优化设计北京交通大学学报,2008,32(2)：39—42;[8]ProfumoF,等发电用燃料电池特性及其电力电子调节系统的专用解决方案变流技术及电力牵引，2007，2：52-57;[9]ZHANGShi-bin.Zhong-fan，DUGui-ping，etal.Charging-dischargingequipmentforaccumulatorbasedonbidirectionalinvertingandcommutingtechnology2008，42（5）：77-79;[10]AbrahamI.Pressman著.王志强等译.开关电源设计电子工业出版社.2005;[11]严仰光.双向直流变换器.南京:江苏科学技术出版社,2004;[12]ZheZhang，OleCThomsen，MichaelAE，etal.AnalysisandDesignofBi-direcrionalDC/DCConverterinExtendedRunTimeDCUPSSystemBasedonFuelCellandSupercapacitorTwenty-fourthAnnualIEEE，APEC[C].2009：714-719.[13]DmitriVinnikov,IndrekRoasto,JanisZakis.NewBi-DirectionalDC/DCConverterforSupercapacitorInterfacinginHigh-PowerApplications.14thInternationalPowerElectronicsandMotionControlConference,EPE-PEMC2010,T11-39-43[14]Caricchi,F.etal.Studyofbidirectionalbuck-boostconvertertopologiesforapplicationinEVdrives.AppliedPowerElectronicsConferenceandExposition,1998,1(1):287-293.[15]Zhanghuiyan.ResearchontheAnalysisandControlStrategyofUltracapacitorDCStorageEnergySystemApplication.GraduateUniversityofChineseAcademyofSciences(NSTITUTEOFELECTRICALENGINEERING),2006.附录4附录4附录4基于对超级电容储能系统的双向DC-DC变换器的研究

概述为了确保负载电压稳定，一个双向电源转换器通常需要应用在超电容储能系统电力缓冲区。在本文中，对非隔离Buck-BoostBDC进行分析，以提高终端电压性能。在不断要求正、负双向功率流向下，对电源电路的优化设计和端电压的控制参数进行设计，提高了整个超电容器储能系统的稳定运行。此外，它减少了负载电压波动和提高了超电容器的能量储备利用率。1介绍作为一个典型的储能装置，超电容器（UC）具有高功率密度，高能量密度，工作温度范围宽和快速充放电特性。不同于其他储能技术，UC的储能系统不需要冷却装置，移动部件，定制，安装简单，结构紧凑，易于拓扑，近些年，国内外对UC进行了广泛的研究，不管是对能量存储单元的电能质量调节装置、电动汽车的辅助动力源、还是电机调速系统提供电压支持，UC的应用都有一个很好的前景。1,本文系统的分析是恒定的双向DC-DC变换器输出电压的电源流动的运行机制，然后研究超电容器的等效串联电阻（ESR）和电源转换器参数对系统稳定性的影响，并提供稳定，可靠的UC能源存储系统应满足的约束。“仿真和实验结果表明该研究的正确性和实用性。2。电源拓扑结构和工作原理置如的结构紧凑，重量轻，很容易通过多种组合延长。对于单UC不仅可以提供一个较低的电压，通常需要在很多并联组成的能源存储的UC应用中选择。低压侧的v2连接与UC一侧。和高压侧的V1连接负载或电源。关于升压模式，从UC一侧电能传输，通过合理的控制开关S2的V1提供有功功率保持恒定的负载电压。同时对于降压模式，合理控制开关S1侧的V1对UC的电能传输控制。如果逆变器连接到V1的一面，UC是需要提供一个稳定的直流电压逆变器。此外，直流电压V1的水平不变，对逆变器的性能直接影响。为了简化分析和设计，确定逆变器的负载等效电阻REQ，当负载的等效电阻是主动的，这是表示请求，这意味着转换器运行在提供电源状态和相应的双向功率转换器是在boost模式。反之，当负载的等效电阻是负的，这是表示为-REQ，这意味着变频器在能量回馈状态运行，和相应的双向功率转换器是负升压模式。在本文中，开关S1和S2设置在完全循环的周期。它使电感电流的持续和快速流动，有利于改善UC存储系统的动态响应特性。3。数学模型和稳定性分析作为一个随时间变化的耦合非线性动态系统，它的意义是各种运作模式下的双向功率转换器的稳定性。这篇文章详细的分析双向DC-DC转换器在电源一侧输出电压V1的流动是恒定的特点。如图1所示，当双向转换器工作在BOOST模式，假设在接通电源开关设备S2的时间是Ton，关断时间是Toff，状态变量是电感电流iL（t）和滤波电容的电压V1（T），平均大信号模型表达如下。其中Ri是UC的等效串联电阻（ESR）,是的功率开关器件S2,的占空比,S1的工作时间为，当双向DC-DC变换器工作在平衡状态下，，）方程（2）可以很容易地从方程（1）中得出结论。在降压模式中，方程（3）也很容易得出来。权力平衡的基础上，在图1所示，UC的储备能力应满足总需求,,在boost模式下，可以实现。在降压模式下，他从V1（t）供给能量的不得超过总的内部损耗和最大可能的储能，它的条件是。否则，不可能实现。在boost升压模式下，半椭圆曲线和V1<v1max实线的交叉点是稳定区域如图2（a）所示。在降压模式下，半椭圆曲线和V1<v1max行路口的交叉区域是稳定的图2（b）所示。在boost升压模式下，3种工作点的相应的最低占空比D

MIN>0这是由应用程序的要求确定是很重要。稳定的电压增益如表达式（4）所示，可以从方程（1）容易。显而易见，d和V1的关系是不单调的。因此，它需要限制占空比的实际区域D∈（0，D0），以避免振荡。对于较大ESR里​​不应该被忽视，数学约束的最大占空比，升压转换器的稳定性将增加与电感值的减少，提高系统的最小相位特性。因此，UC能源存储系统可以稳定运行的约束条件(Req)>L/(riC)和占空比的范围有限。在降压模式下，在图2所示的脉冲电流可由UC吸收。如果到达UC的安全电压限制时，在UC可持续充电过程中会引起电解液的分解，这可能会损坏或降低UC的性能，并进一步影响系统正常运行。所以联系方程式（3），确保UC系统安全可靠地运行，在操作过程中监测UC一侧v1或UC分支漏电，以提高功率，如图1所示。稳定的电压增益的负升压模式表达（4）所示。明显的是，占空比D和电压V1的关系是单调的。4。仿真结果根据方程（1）及相应的平均大信号模型，状态模型和传递函数的双向转换器的工作点可以通过小干扰信号叠加派生[8]中描述。双闭环控制器和基于负载电流检测的前馈复合解决方案，包括采用图3所示。其中VR和CR是电压环的PI控制器和电流环路。为消除负载对输出电压V1的变化的影响，应选择前馈控制器Gio=(Tis+1)/Ki.UC储能系统参数设置为滤波电感L=0.6mH，滤波电容器C=6.6Mf,开关频率F=10KHZ.直流母线电压V1=300V，而UCV2=55〜100V，RI=12和占空比D的变化范围是D0=0.96（0,0.95），这意味着占空比的限制，符合电压需求。设置的UC的初始电压为28V，图4是UC储能系统稳定的仿真结果。显然，从1.26s

开始，UC的电压不断下降，作为履行ND时到达最大占空比和不符合的限制，系统将无法提供牢固所需的电压作为V1的支持。5。结论作为新型储能备用电源，UC储能装置在电能质量改善，提高电能利用率方面，具有广阔的发展空间。由于UC的大ESR和过压可能造成的危害，这篇文章详细分析了UC储能系统在正面和负面的功率流的的运作机制。基于这些理论仿真和实验进行了探索UC能源存储系统的可行性和稳定性，改善电能质量的应用。指导教师评语：成绩：