飞轮储能DC/DC稳压系统及软开关设计

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飞轮具有能量密度大,污染小,蓄能时间长等特点,高速飞轮储能的推广具有极大的市场前景、用户需求和研究价值。与现有市场上已存在的储能方式相比,飞轮储能不仅能够适应更长时间的工作,而且总的充放电次数更多,能够达到几十万次。所以对于大功率,大电压的高速飞轮储能系统装置的稳压设计就变得至关重要。准确的升降压和稳压是确保系统稳定、高效运行的基础和保证。本论文通过用高速飞轮储能器充当电源,选择恰当的稳压拓扑电路,通过设计开环与闭环系统,试图通过数据与图像的对比和模拟,更好地对飞轮储能器产生的高电压进行准确的升压和降压,对稳压系统加上谐振直流环,利用现有的软开关技术,在源头上减少对IGBT的损耗,提高系统的稳定性。并能使调节后的电压保持持续的稳定,在传统的硬开关电路中,频繁的开通关断不仅消耗了能量,而且还对电路的输出波形有较大影响,而软开关电路由于谐振电感电容的存在,使得开关管在开通和关断期间电流和电压不会变化的太快。在开通时电压已经提前降到了0,关断时电流也已经提前降到了0。本论文的DC/DC稳压设计由稳定的电路拓扑结构设计而成,能调节大功率,实现稳压、稳流的效果,通过闭环连续调节等方式使飞轮储能器更好的实现稳定的大电压输入输出是本研究的目的。在开关电路中增设数值比较小的电感、电容等贮能元件,在电路回路的开关过程引入谐振,这样就能够保证在电压或电流在谐振过零的时刻实现开通和关断,就能够保护开关器件,还能保证电路中的电压和电流不会过快的变化,与电路中的其他电路元件形成互补。通过MATLAB软件模拟仿真,实现整个电压电流运行的仿真模拟运行,并采集数据,采取对比实验的方法进行结果的对比,从而得出结论。
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