首页> 正文

光伏升压全桥软开关DC-DC变换器的研制

2020-11-30阅读(155)

光伏升压全桥软开关DC-DC变换器的研制

论文摘要

随着世界能源危机的加剧,可再生能源的开发与利用愈来愈受到重视。太阳能以其经济性、清洁性等优点倍受青睐。太阳能电池板耐压和绝缘的要求限制了光伏电池组件串联数量,所以光伏发电系统中一般采用DC-DC升压环节。光伏升压DC-DC变换器性能的好坏直接影响光伏发电系统的转换效率,因此研究高频化、高效率的光伏升压软开关DC-DC变换器意义重大。本文针对可独立运行和并网运行的三相光伏发电系统,分析和研究了光伏升压软开关DC-DC变换器的拓扑结构和控制方法,并最终制作完成试验样机。首先比较了几种全桥ZVZCS DC-DC变换器的典型拓扑结构,根据光伏升压DC-DC变换器的特性给出了一种副边串联、双CDD无源筘位的全桥ZVZCSDC-DC变换器拓扑结构,分析了其工作原理及软开关实现的条件,详细叙述了高频变压器、输出滤波电感的设计以及主电路器件的选取和参数的计算过程,并用MATLAB软件对主电路进行了仿真。根据光伏电池的数学模型用MATLAB建立了光伏电池的仿真平台,比较了几种常用的最大功率点跟踪（MPPT）算法的优缺点,并用MATLAB仿真了CVT启动+单变量电导增量法（INC）最大功率点的跟踪过程,仿真结果表明该算法启动迅速,跟踪准确。采用TMS320F2812作为主控芯片,设计了光伏升压全桥ZVZCS DC-DC变换器数字控制系统。采用了一种新颖的基于DSP的数字移相PWM脉冲产生方法,只利用一个事件管理器且不添加任何硬件;针对全桥电路存在的偏磁现象和变换器的应用工况,设计了直流偏磁、过流、欠压、过热等故障检测保护电路,完善了变换器的功能;阐述了光伏升压DC-DC变换器PI+MPPT控制的控制策略,给出了控制系统软件的设计过程和主要程序流程图。最后制作完成15kVA光伏升压全桥ZVZCS DC-DC变换器试验样机,实验结果表明:主电路参数设计合理,成功实现ZVZCS,变换器工作稳定可靠。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1.1 光伏发电的现状及意义
  • 1.1.1 光伏发电的国内外现状
  • 1.1.2 光伏发电的意义和存在的问题
  • 1.2 光伏发电系统介绍
  • 1.2.1 独立光伏发电系统
  • 1.2.2 并网光伏发电系统
  • 1.3 课题的主要研究内容与目标
  • 1.3.1 主要研究内容
  • 1.3.2 DC-DC变换器的性能指标
  • 1.3.3 本论文的主要工作
  • 第二章 光伏升压DC-DC变换器拓扑结构
  • 2.1 移相全桥ZVZCS DC-DC变换器拓扑结构的比较
  • 2.1.1 滞后桥臂串二极管的FB-ZVZCS-PWM变换器
  • 2.1.2 原边采用饱和电感的FB-ZVZCS-PWM变换器
  • 2.1.3 副边采用有源箝位的FB-ZVZCS-PWM变换器
  • 2.1.4 利用变压器辅助绕组的FB-ZVZCS-PWM变换器
  • 2.1.5 副边采用无源箝位的FB-ZVZCS-PWM变换器
  • 2.2 光伏升压DC-DC变换器拓扑结构方案的选择
  • 2.3 光伏升压移相全桥DC-DC变换器工作原理分析
  • 2.3.1 工作过程分析
  • 2.3.2 软开关实现条件分析
  • 2.4 本章小结
  • 第三章 光伏升压DC-DC变换器的工程实现
  • 3.1 主电路总体设计
  • 3.2 主电路参数设计
  • 3.2.1 高频变压器设计
  • 3.2.2 功率开关管和整流二极管的选取
  • 3.2.3 输出滤波电感的设计
  • 3.2.4 输出滤波电容的选取
  • 3.2.5 超前桥臂并联电容的选取
  • 3.2.6 输入滤波电容的选取
  • 3.2.7 无源箝位电路参数设计
  • 3.3 主电路MATLAB仿真分析
  • 3.4 本章小结
  • 第四章 光伏电池与最大功率点跟踪控制算法的研究
  • 4.1 光伏电池及其特性
  • 4.1.1 光伏电池的工作原理
  • 4.1.2 光伏电池的分类
  • 4.1.3 硅型光伏电池的电特性
  • 4.2 最大功率点跟踪（MPPT）算法
  • 4.2.1 恒压跟踪法（CVT）
  • 4.2.2 扰动观察法（P&O）
  • 4.2.3 电导增量法（INC）
  • 4.2.4 滞环比较法
  • 4.2.5 模糊逻辑控制法
  • 4.3 CVT启动+单变量INC算法及其MATLAB仿真
  • 4.3.1 CVT启动+单变量INC算法
  • 4.3.2 MPPT算法的MATLAB仿真
  • 4.4 本章小结
  • 第五章 光伏升压DC-DC变换器控制系统设计
  • 5.1 控制系统结构
  • 5.2 基于TMS320F2812移相PWM脉冲的生成方法
  • 5.2.1 TMS320F2812简介
  • 5.2.2 利用DSP实现移相PWM脉冲的常用方法
  • 5.2.3 利用中断直接实现移相PWM脉冲的方法
  • 5.2.4 数字移相的精度
  • 5.3 控制系统硬件设计
  • 5.3.1 驱动电路
  • 5.3.2 偏磁检测与抑制电路
  • 5.3.3 信号检测与故障保护电路
  • 5.3.4 键盘与液晶显示电路
  • 5.4 系统控制方案与软件实现
  • 5.4.1 系统控制方案
  • 5.4.2 控制系统软件实现
  • 5.5 本章小结
  • 第六章 实验结果与总结
  • 6.1 实验结果
  • 6.2 总结
  • 附录
  • 参考文献
  • 致谢
  • 学位论文评阅及答辩情况表

    • 相关论文文献

    • [1].超高频DC-DC谐振变换器[J]. 电源学报 2017(01)
    • [2].寄生电阻对DC-DC变换器性能影响的研究[J]. 电源学报 2016(01)
    • [3].基于DC-DC变换器的发射控制系统二次电源设计[J]. 中国新通信 2015(04)
    • [4].DC-DC开关电源容性负载能力设计分析[J]. 电子世界 2014(16)
    • [5].蓄电池充放电用双向DC-DC变换技术研究[J]. 科技致富向导 2013(14)
    • [6].坐标变换下的DC-DC升压变换器复合控制器设计[J]. 国外电子测量技术 2020(06)
    • [7].先进数字控制技术在DC-DC变换器中的应用[J]. 电脑知识与技术 2016(36)
    • [8].基于搜救机器人的DC-DC电源设计[J]. 科技资讯 2015(01)
    • [9].DC-DC变换器的交错并联磁集成技术研究综述[J]. 电气工程学报 2015(08)
    • [10].电流型DC-DC变换器补偿网络设计[J]. 科学技术与工程 2012(36)
    • [11].DC-DC变换器中CMOS电荷泵锁相环的设计[J]. 微电子学 2010(03)
    • [12].中低速磁悬浮列车DC-DC变换器的研制[J]. 大功率变流技术 2009(04)
    • [13].不连续导电模式DC-DC变换器的倍周期分岔机理研究[J]. 物理学报 2008(05)
    • [14].双重移相控制的双向有源DC-DC变换器回流功率优化的开关策略[J]. 电子测量技术 2019(20)
    • [15].混合储能系统六通道双向DC-DC变换器耦合电感研究[J]. 电工技术学报 2017(01)
    • [16].移相控制的双有源桥DC-DC变换器统一相量分析法[J]. 电工技术学报 2017(18)
    • [17].燃料电池用多端口DC-DC变换器研究[J]. 信息技术与信息化 2017(09)
    • [18].限流开关电容DC-DC变换器[J]. 控制工程 2016(07)
    • [19].一种混合耦合电感和开关电容的DC-DC升压变换器[J]. 电源学报 2016(05)
    • [20].一种井下DC-DC开关电源的研制[J]. 中国新技术新产品 2013(04)
    • [21].DC-DC开关变换器的研究及仿真[J]. 沈阳师范大学学报(自然科学版) 2011(04)
    • [22].基于双向DC-DC变换器的超级电容器储能系统研究[J]. 西安理工大学学报 2011(04)
    • [23].采用DC-DC模块的无人机电源解决方案[J]. 电子产品世界 2015(12)
    • [24].高电压宽范围输入低电压输出的DC-DC辅助电源设计[J]. 电工技术学报 2015(03)
    • [25].一种适用于降压型DC-DC转换器的过零检测电路[J]. 中国集成电路 2012(11)
    • [26].一种提高DC-DC瞬态响应的误差放大器设计[J]. 电子科技 2014(09)
    • [27].耦合电感零输入纹波高增益非隔离DC-DC变换器[J]. 中国电机工程学报 2014(33)
    • [28].基于开关电容网络的DC-DC变换器[J]. 电工技术学报 2014(10)
    • [29].离散协同控制及其在DC-DC变换器中的应用[J]. 华南理工大学学报(自然科学版) 2011(05)
    • [30].基于双向DC-DC变换器的光伏发电系统[J]. 电气传动 2010(11)

    标签：;  ;  ;  ;  

    光伏升压全桥软开关DC-DC变换器的研制
    下载Doc文档

    猜你喜欢

    © 2024 毕速过 版权所有 鄂ICP备12018319号-5