【摘 要】
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基于可再生能源的分布式发电系统已在世界范围内得到广泛应用。然而,清洁可再生能源的间歇性会导致发电和用电之间存在功率波动,影响电能质量,因此需要加入储能系统来应对这种间歇性,使母线电压保持稳定。双向DC/DC变换器作为储能系统的关键部分,对电压增益范围、功率密度、升降压能力、软开关特性等都有很高的要求,因此研究适用于储能系统的双向DC/DC变换器具有重要意义。LLC谐振变换器具有宽电压增益范围、高功
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基于可再生能源的分布式发电系统已在世界范围内得到广泛应用。然而,清洁可再生能源的间歇性会导致发电和用电之间存在功率波动,影响电能质量,因此需要加入储能系统来应对这种间歇性,使母线电压保持稳定。双向DC/DC变换器作为储能系统的关键部分,对电压增益范围、功率密度、升降压能力、软开关特性等都有很高的要求,因此研究适用于储能系统的双向DC/DC变换器具有重要意义。LLC谐振变换器具有宽电压增益范围、高功率密度、软开关特性等优点,因此非常适用于宽电压增益范围场合。但将其用于双向功率传输场合时,存在反向增益范围窄、调频范围宽等问题。针对上述问题,本文基于双向LLC谐振型DC/DC变换器,研究了一种改进型脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation,PWM）策略,变换器在正向运行和反向运行时使用不同的PWM调制方式,在整个运行过程中工作频率保持不变,通过调整占空比改变电压增益,稳定输出电压,实现了宽电压增益范围。本文首先详细阐述了双向LLC谐振型DC/DC变换器在改进型PWM调制策略下工作在正向和反向时的电路原理和工作状态,采用时域分析法分析了变换器在正向和反向运行时的电压增益曲线、软开关特性。然后,根据理论分析,对变换器参数和系统软硬件进行了设计,并建立了闭环仿真模型,验证了本文所研究的改进型PWM调制策略可以使变换器在宽电压范围内对蓄电池进行充放电。最后,搭建了小功率实验平台,对实验和仿真结果进行对比分析得出,变换器在较宽的电压增益范围内可实现高升压、降压能力和软开关,在电压增益范围、硬件成本、调制策略方面表现出优越性。
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