dc-dc直流變換器畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2024-07-25 07:54 本頁面
【文章內容簡介】 伏秒面積相等是保證其正常工作防止鐵芯磁飽和的關鍵【9】。一般隔離型雙向DC/DC變換器常應用在電壓傳輸比大、功率高、需要電氣隔離的場合。隔離型雙向DC/DC變換器的主要拓撲有：雙向反激式、雙向正激式、雙向推挽式、雙向半橋式和雙向全橋式。其主要區(qū)別為【15】：(l)雙向反激式：結構簡單，成本低，適合于小功率應用。(2)雙向正激式：是在單管正激式的電路上再串接一個三極管而組成的，對于高壓大功率的開關電源來說更加安全可靠。(3)雙向推挽式：傳輸功率比雙反激拓撲大，結構也比較簡單。但因變壓器漏感引起大的開關電壓尖峰，開關管工作條件惡劣，適合中低壓應用場合。(4)雙向半橋式：半橋式DC/DC變換電路適用于輸入電壓比較高的場合，與推挽式變換器相比較，它的輸入變壓器沒有中心抽頭，加工比較簡單。但是對支撐電容的要求高，并且傳遞同樣的功率時，要求功率器件的電流容量大，適合中功率高壓應用。(5)雙向全橋式：全橋變換由于對功率器件的電流/電壓應力小，同樣容量的器件傳輸?shù)墓β矢?，開關管和變壓器的利用率高，是大功率應用的首選拓撲結構。下面主要介紹雙向反激DC/DC變換器：所謂正激和反激，正激變換器即是變壓器，反激變換器即是當開關管導通時，能量可以存儲于原邊的漏感上。同樣，雙向反激變換器是在單向反激變換器的開關管上反并聯(lián)二極管，在二極管上反并聯(lián)開關管，開關管工作在PWM方式，互補導通。 DC/DC變換器的拓撲選擇DC/DC變換器拓撲繁多，在基本拓撲的基礎上還可以組合形成新的拓撲，鑒于每種拓撲都有各自的特點，在不同的實驗要求下應科學的選擇拓撲，以下是在選擇拓撲時應主要考慮的因素：（1） 拓撲的復雜程度。在實現(xiàn)同樣的實驗要求的基礎上，應選擇簡單，控制方便的拓撲，可靠性要高。（2） 實現(xiàn)的難易程度。有的拓撲雖然性能良好，但對器件的要求過高，要實際的考慮是否能在市場上采購到等客觀因素。（3） 成本。應根據(jù)經濟水平來選擇合適的拓撲，盡量將成本減到最低，通常情況下，雙向的比單向的成本高，隔離式的比非隔離式的成本高。（4） 體積和重量。大多數(shù)情況下，采用變壓器的電路，變壓器所占的體積和重量都很大。 綜合以上分析可見，雙向BuckBoost電路和雙向Buck/Boost電路為非隔離式DC/DC變換器的最基本的拓撲，相對結構簡單，且目前的技術發(fā)展都已成熟，但這兩者相比之下，后者基于Buck/Boost升降壓變換器的缺點是，輸入輸出電流為斷續(xù)且紋波很大，在器件選擇上需要選擇性能好、容量大的濾波電容，成本太大。所以綜合考慮，選擇雙向BuckBoost電路為本課題研究的拓撲。 本章小結本章首先簡要介紹了單向DC/DC變換器的基本原理以及其按照輸入、輸出有無變壓器的分類（隔離式和非隔離式），對最基本的Buck、Boost變換器和典型的隔離式變換器進行了詳細的分析，接著著重分析了雙向DC/DC變換器的拓撲，同樣的按照輸入、輸出有無變壓器可分為隔離式和非隔離式兩類，其中非隔離式包括BuckBoost、Buck/Boost、Cuk和SepicZeta；隔離式包括正激、反激、推挽、半橋、全橋。之后主要對典型的BuckBoost、Buck/Boost和雙向反激式變換器的拓撲進行了系統(tǒng)的分析。最后綜合各種拓撲的特點考慮，選擇了雙向BuckBoost電路為本課題研究的拓撲。第三章 雙向BuckBoost的主電路分析及參數(shù)設計本章主要對選定的雙向BuckBoost主電路拓撲進行詳細的分析，了解具體的工作方式，隨后根據(jù)任務書上的主要技術指標進行參數(shù)設計。 雙向BuckBoost的主電路分析 主電路的拓撲結構和工作方式雙向BuckBoost的主電路如圖所示，電路圖中包括兩個開關管、兩個二極管、一個電感、兩個電容，兩個電源。其中兩個開關管互補導通，即Q1開通時Q2關斷，Q2開通時Q1關斷。為了防止兩個開關管同時導通，應通過合理設計電感L的大小，制造死區(qū)時間，即使開關管實現(xiàn)零電壓開通，并避免二極管的反向恢復問題。雙向BuckBoost電路在一個開關周期內，有三種工作方式：（1） Buck工作方式。即電感電流恒大于零，能量從V1到V2傳輸,Q1導通，Q2截止，電感電流增加，到t=ton，D2續(xù)流導通，Q1截止，Q2沒有電流通過；（2） Boost工作方式。即電感電流恒小于零，能量從V2到V1傳輸，在ton~T期間，Q2導通，Q1截止，電感電流在V2作用下增加，在t=T時刻，Q2截止，Q1導通，但Q1沒有電流通過，D1續(xù)流導通；（3） 交替工作方式。即電感電流有正有負，1）在t0到t1期間，Q1導通但不通過電流，從而實現(xiàn)零電壓開通，電流通過D1，期間iL為負值；2）在t1到ton期間，Q1導通并通電流，iL為正值并逐漸增加；3）在ton到t2期間，Q2導通但不通過電流，實現(xiàn)零電壓開通，電流通過D2續(xù)流，iL為正值并逐漸減小；4）在ton到T期間，Q2導通并通電流，iL為負值并逐漸增加。 交替工作方式具體分析
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