双向全桥DCDC变换器研究资料下载.pdf
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电工理论与新技术指导教师：
孙频东;
居荣20070429摘要双向DCDC变换器（BidirectionalDCDCConverters）是能够根据需要调节能量双向传输的直流到直流的变换器。
主要应用于直流不停电电源系统、航天电源系统、直流电机驱动系统、混合能源电动汽车等场合。
本文中从双向DCDC变换器基本变换单元入手，分析了多种新型软开关双向DCDC变换器基本单元的原理。
根据不同的变换器拓扑构成和控制原理，提出了一种新型软开关双向DCDC变换器的控制策略。
因为全桥变换器有四个开关管分为两个桥臂，在控制方式上更加灵活多样，可以方便地实现开关管的软开通和软关断，使变换器的开关频率提高体积缩小；
所以本题目的双向DC-Dc变换器采用全桥拓扑结构。
在变换器的两个桥式电路中间使用一个隔离变压器，在不增加电路器件的情况下，实现电能的双向传递，有效地降低了设备的体积，提高了效率。
通过双向DCDC变换器的实例详细说明变换器的工作原理。
进行了建模分析，给出了仿真结果和实验结果关键词：
双向DC，Dc变换、仿真、电路设计AbstractBidirectionalDC-DCoonvertersallowthetransferofpowerbetweentwoDCSOUlCesineitherdirectionTheyarcusedinapplicationssuchasDCuninterruptiblepowersupplies，aerospacepowersystems，DCmotordrivesystems,andhybrid-energyelectricvehiclesSeveralfundamentalbidirectionalconverterunitsareintroducingfirst,andthenthespecificationsoftheprincipleofthesesoRswitchingbidirectionalunitsarediscussedInthisdissertationancwcontrolmethodforbidirectionalDC-DCconverterisproposedaccordingtothedifferenttopologiesandconUoltheoriesTherearcfourswitchersinfullbridgetopology,itiseasytoimplementdifferentcontrolschemeandrealizesoftswitchingTheseadvantagesmaketheproductsmallerWhenworkingundersoftswitchingconditionsthedevicecanworkathighfrequencywithperfectefficiency,SothenewcontrolmethodisrealizedinfullbridgetopologyWith锄isolatedtransformerbetweenthepfiIm旷ybridgeandthesccondarybridge,thepower啪flowineitherdirectionwithoutextradeviceThenthecoflvertercanbelnadewithhighefficientandmolecompactSomeDC-DCconverterexamplesaregiventoexplaintheconvertersworkingprincipleThecircuitmodes1iebuiIt,theresultofthesimulationandexperimentarcalsopresentecLKeywords：
BidirectionalDCDCConverters,Simulation,CircuitdesignII图形目录图11单向DCIX；
变换器功能框图图12双向IX：
Dc变换器功能框图图13直流基本变换单元图I4单向BoostDC-DC变换器图15双向BoostBuckDC-DC变换器图16直流不停电电源系统图I7航天直流电源系统图18双向直流变换器驱动直流电动机图19低感抗直流电机驱动与再生制动系统图110燃料电池电动汽车电力驱动系统图Iil喜流功率放大器2223466799910图112单向DCDC基本变换器族图113双向DC-DC基本变换器族。
图114Buck-Boost级联型双向DC-DC变换器图1，15反激式双向DC-DC变换器图116推挽式双向DCDC变换器图117相移控制零电压开关桥式双向DC-DC变换器图118电流馈桥式双向DC-DC变换器图119半桥，推挽型双向IX：
DC变换器图120串并快恢复二极管的BoostBuck双向DC-DC变换器图121ZCSZVSSCyRBuckBoost双向DCDc变换器图122ZCSZVS-SCyRBuckBoost变换器原理波形图123单周谐振双向DC-DC基本变换单元图124准谐振双向DC-DC变换器圈125准谐振双向DCDC基本变换单元llllll121313141414图126CF-ZVS-MRBt垃kBoost双向DC-DC变换器15图127多谐振双向DCDC基本变换单元15图I28准方波零电压开关技术图129一种应用无源缓冲器的桥式双向DCDC变换器图L30零电压转换双向DCDC变换器。
图13I零电流转换双向DcDC变换器图I32ZCS反激式双向DC-DC变换器图133有源钳位双向13（2一DC变换器图134一种混合型软开关双向DCDc变换器图21PWM开关波形图22谐振开关波形图23DcDc双向变换电路结构图图24DCDC双向变换主电路原理图15161717171818圈25能量从低压向高压流动时的门极控制脉冲图26能量从低压向高压流动时变压器右侧电压、电流波形2323图27能量从低压向高压传送过程中各阶段等效电路图28能量从高压向第压流动时的门极控制脉冲图29脉冲之间设置死区。
27图210电流iLk临界连续波形27图3i电力电子系统结构。
29图32DC-DC变换器反馈控制系统30图33Buck-Boost变换器及其工作状态分析32图34Buck-Boost变换器线性化小信号交流模型的三个等效子电路4l图35Buck-Boost变换器小信号交流等效电路4l图36Buck变换器小信号交流等效电路42图37Boost变换器小信号交流等效电路42图41DCDC变换器的几种基本电路模型图42Buck电路的MATLAB仿真模型和仿真波形图43Boost电路的MATLAB仿真模型和仿真波形图44反极性电路的MATLAB仿真模型和仿真波形。
图45双向BoostBuckDC-DC变换器4345464748图46双向BoosBuckDCDC变换器的MATLAB仿真模型48图47双向BoostBuckDCDC变换器工作于升压时输出电压的波形一图48双向BoostBuckDC-DC变换器工作于降压时输出电压的波形图49双向桥式DC-DC变换器的MATLAB仿真模型图410各个开关管的控制脉冲图411变压器一次侧仿真波形图412变压器二次侧仿真波形图413输出电压波形。
图51控制程序流程图图52驱动器EXB841内部电路原理图图53IR2110内部电路原理图图61高频变压器一次侧波形图62高频变压器二次侧波形图63提升脉冲波形图64提升前负载电压图65提升后负载电压图66实验模型电路646464盼如钉钉记钇转毋矾学位论文独创性声明本人郑重声明：
l、坚持以“求实、创新”的科学精神从事研究工作。
2、本论文是我个人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果。
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4、本论文中除引文和致谢的内容外，不包含其他人或其它机构已经发表或撰写过的研究成果。
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