双向DCDC变换器研究概要

本科毕业设计（论文）双向DC/DC变换器研究***燕山大学2012年6月本科毕业设计（论文）双向DC/DC变换器研究学院（系）：里仁学院电气工程及其自动化专业：应用电子学生姓名：***学号：***指导教师：***答辩日期：2012-6-17燕山大学毕业设计（论文）任务书学院：电气工程学院系级教学单位：电气工程及其自动化学号***学生姓名***专业班级里仁应电2班题目题目名称双向DC/DC变换器研究题目性质1.理工类：工程设计（√）；工程技术实验研究型（）；理论研究型（）；计算机软件型（）；综合型（）2.管理类（）；3.外语类（）；4.艺术类（）题目类型1.毕业设计（√）2.论文（）题目来源科研课题（）生产实际（）自选题目（√）主要内容掌握双向DC/DC变换器的工作原理，实现高效变换；采用高频变换拓扑及调制与控制策略，提高系统响应速度，实现能量的双向流动：主要内容1分析双向变换器的工作原理2设计主电路参数3实现闭环控制4使用合适的软件完成仿真基本要求1．按电气工程学院本科生学位论文撰写规范的要求完成设计说明书一份（不少于2.4万字），A0图纸一张。2．说明书及插图一律打印，要求条理清晰、文笔流畅、图形及文字符号符合国家现行标准。3．按教研室指定的地点进行设计，严格按进度计划完成毕业设计任务。参考资料1李立，刘刚.多电池组储能系统双向DC-DC变换器的研制电力系统保护与控制.2011,39(3):90-94.2张方华.双向DC-DC变换器的研究.南京航空航天大学博士论文3郭海滨，张崇巍，张兴，等.一种应用于光伏系统的双向DC/DC变换器.电力电子技术.2010,44(6):51-52周次第1～4周第5～8周第9～12周第13～16周第17～18周应完成的内容查阅相关资料，完成调研工作完成双向DC/DC变换器工作原理分析及参数设计完成仿真电路搭建对仿真结果分析及参数优化撰写论文准备答辩指导教师：***职称：助教教授2011年12月30日系级教学单位审批：年月日摘要I摘要双向DC/DC变换器是典型的“一机两用”设备，可实现能量的双向传输，所以在需要能量双向流动的场合，双向DC/DC变换器的应用可大幅度减轻系统的体积、重量和成本，有着重要的研究价值。本文主要研究了隔离型双向全桥DC/DC变换器。本文首先介绍双向DC/DC变换器的概念、应用场合以及研究现状，并在此基础上分析了电压一电流型双向全桥DC/DC变换器：Buck充电模式时，高压侧开关管有驱动信号，低压侧开关管驱动信号封锁，仅用功率开关管的体二极管整流；此时电路为电压型全桥结构;Boost放电模式时，低压侧开关管有驱动信号，高压侧开关管驱动信号封锁，仅用功率开关管的体二极管整流；此时电路为电流型全桥结构。然后，分别分析了buck充电模式和boost放电模式的工作原理。最后利用PSpice软件分别对buck充电模式和boost放电模式的开环和闭环进行了仿真，给出了各个部分的波形图，最后的仿真结果和理论一致。关键词：双向DC/DC变换器Buck充电模式Boost放电模式AbstractIIAbstractBi-DC/DCConverter(BDC)wastypicaldeviceas“twofunctionsinonedevice”,withwhichenergycantransferineitherdirection.Therefore,insituationsthatrequiretwo-wayflowofenergy,bi-directionalDC/DCconverterapplicationscangreatlyreducethesystemsize,weightandcost,hasimportantresearchvalue.Thispaperstudiedtheisolatedbi-directionalfull-bridgeDC/DCconverter.Thispaperfirstintroducestheconceptofbi-directionalDC/DCconverterapplications,aswellasthestatusquo,andonthisbasis,theadvantagesanddisadvantagesofthevoltageofacurrentbi-directionalfull-bridgeDC/DCconverter;Buckmode,thehighpressuresideswitchtubedrivesignals,thelowpressuresideoftheswitchdrivesignalblockade,theonlypowerswitchbodydioderectifier;Thecircuitforvoltagefull-bridgestructure.Boostmode,thelowvoltagesideswitchingpossessionofthedrivesignal,thehighpressuresideoftheswitchdrivesignalblockade,onlythepowerswitchbodydioderectifier;thecircuitforcurrent-modefull-bridgestructure.Thenanalyzedthebuckchargingmodeandboosttheworkingprincipleofthedischargemode.LastbuckchargingmodeandboostthedischargemodeofopenandclosedloopsimulationusingPSpicesoftwaretovariouspartsofthewaveform,consistentwiththefinalsimulationresultsandtheoretical.Keywords：Bi-directionalDC/DCconvertersBuckchargingmodeBoostdischargemodeIII目录摘要....................................................................................................................ⅠAbstract................................................................................................................II第1章绪论........................................................................................................11.1课题研究背景..................................................................................11.2双向DC/DC变换器的应用..............................................................11.2.1不停电电源系统(UPS)................................................................11.2.2电动汽车燃料电池电源系统......................................................31.2.3航天电源系统..............................................................................41.3双向DC/DC变换器的现状和发展................................................51.3.1双向直流变换器的现状...............................................................51.3.2双向直流变换器的发展..............................................................61.4本章小结..........................................................................................7第2章双向全桥DC/DC变换器......................................................................82.1.双向DC/DC变换器的原理............................................................82.2双向DC/DC变换器的构成方法....................................................92.3隔离型双向全桥DC/DC变换器...................................................112.4双向全桥DC/DC变换器的工作原理..........................................122.4.1充电模式工作原理....................................................................142.4.2放电模式工作原理....................................................................162.5开关管电压尖峰问题....................................................................162.6本章小结........................................................................................18第3章双向DC/DC变换器主电路元件设计..................................................193.1引言................................................................................................193.2高频变压器的设计........................................................................193.2.1变压器的设计主要包括：磁心选择、匝数计算等。.............193.2.2双向DC一DC变换器中变压器偏磁问题：............................203.3电感Lf的设计..............................................................................223.4功率开关管的选取........................................................................233.5本章小结.........................................................................................23IV第四章：DC/DC变换器的PSpice仿真..