【摘 要】
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随着新型清洁能源的广泛应用,新能源发电成为重要研究领域。在新能源发电系统中,单向DC-DC变换器决定了直流母线和输出负载的电压水平,影响整个发电系统的效率和稳定性;双向DC-DC变换器决定了储能系统补偿能力的强弱,影响整个发电系统的正常运行。目前对于单/双向DC-DC变换器的拓扑和控制策略的研究难以兼顾高功率密度、低损耗、高效率的需求。因此,本文提出了一种双半桥直流谐振变换器拓扑结构,并根据单向和
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随着新型清洁能源的广泛应用,新能源发电成为重要研究领域。在新能源发电系统中,单向DC-DC变换器决定了直流母线和输出负载的电压水平,影响整个发电系统的效率和稳定性;双向DC-DC变换器决定了储能系统补偿能力的强弱,影响整个发电系统的正常运行。目前对于单/双向DC-DC变换器的拓扑和控制策略的研究难以兼顾高功率密度、低损耗、高效率的需求。因此,本文提出了一种双半桥直流谐振变换器拓扑结构,并根据单向和双向运行需求,研究了单向型和双向型变换器。针对单向型双半桥直流谐振变换器,采用内移相控制策略,详细分析了变换器的运行特性、稳态模型、零电压开关(Zero Voltage Switching,ZVS)运行范围。接着,在完成对变换器的参数设计后,先通过仿真测试变换器的可行性,进而搭建实验样机,并对样机进行测试,分析实验结果,验证变换器拓扑及控制策略的有效性和实用性。之后,针对双向型双半桥直流谐振变换器,采用双移相控制策略。同时通过最小电流路径(Minimum Current Trajectory,MCT)优化方法保证变换器的二次侧同步整流,实现回流功率完全消除,谐振槽所受电流应力减小。最后,对变换器进行参数选择与设计,并通过仿真与实验进行验证,实验结果表明两种变换器实现了全范围软开关运行,系统效率得到很大提升。
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