dc-dc直流變換器畢業(yè)論文-展示頁(yè)
2025-07-07 07:54本頁(yè)面
【正文】 驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)使其啟動(dòng)，作為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行。目前，蓄電池電動(dòng)汽車技術(shù)已經(jīng)有了較成熟的發(fā)展，但由于蓄電池可靠性差且儲(chǔ)能小，電動(dòng)和內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)相結(jié)合的混合車輛的研究已經(jīng)成為了我國(guó)一些企業(yè)和科研院所的發(fā)展重點(diǎn)。電動(dòng)汽車包括純電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力車和燃料電池電動(dòng)汽車三大類。 雙向直流變換器的應(yīng)用前景 雙向DC/DC變換器主要應(yīng)用在：電動(dòng)汽車、太陽(yáng)能電池陣、不停電電源（UPS）、分布式電站等方面。所以有學(xué)者提出，在輸入輸出電壓相差較大的場(chǎng)合，可以應(yīng)用由推挽變換器和半橋變換器組成的混合式變換器。但普通的反激式變換器容易產(chǎn)生電壓尖峰和振蕩，2001年陳剛博士提出了有源嵌位雙向反激式直流變換器，有效的消除了電壓尖峰和振蕩，并且實(shí)現(xiàn)了開關(guān)管的零電流開關(guān)，減少了開關(guān)器件的電壓應(yīng)力。隔離式雙向直流變換器有正激、反激、推挽和橋式等拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。1994年，澳大利亞Felix ，總結(jié)出了不隔離雙向直流變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。1998年，美國(guó)弗吉尼亞大學(xué)李澤元教授開始研究雙向直流變換器在燃料電池上的配套應(yīng)用。之后，發(fā)表了大量文章對(duì)人造衛(wèi)星應(yīng)用蓄電池調(diào)節(jié)器進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，并應(yīng)用到了實(shí)體中。所以，最好的方式就是通過一臺(tái)變換器來實(shí)現(xiàn)能量的雙向流動(dòng)，BDC就是通過將單向開關(guān)和二極管改為雙向開關(guān)，再加上合理的控制來實(shí)現(xiàn)能量的雙向流動(dòng)。相比于我們所熟悉的單向DC/DC變換器實(shí)現(xiàn)了能量的雙向傳輸。第1章 緒 論本章介紹了雙向DC/DC變換器（Bidirectional DC/DC Converter，BDC)的基本原理概述、研究背景和應(yīng)用前景，并指出了目前雙向直流變換器在應(yīng)用中遇到的主要問題。 雙向DC/DC變換器概述所謂雙向DC/DC變換器就是在保持輸入、輸出電壓極性不變的情況下，根據(jù)具體需要改變電流的方向，實(shí)現(xiàn)雙象限運(yùn)行的雙向直流/直流變換器。實(shí)際上，要實(shí)現(xiàn)能量的雙向傳輸，也可以通過將兩臺(tái)單向DC/DC變換器反并聯(lián)連接，由于單向變換器主功率傳輸通路上一般都需要二極管，因此單個(gè)變換器能量的流通方向仍是單向的，且這樣的連接方式會(huì)使系統(tǒng)體積和重量龐大，效率低下，且成本高。 雙向直流變換器的研究背景在20世紀(jì)80年代初期，由于人造衛(wèi)星太陽(yáng)能電源系統(tǒng)的體積和重量很大，美國(guó)學(xué)者提出了用雙向Buck/Boost直流變換器來代替原有的充、放電器，從而實(shí)現(xiàn)匯流條電壓的穩(wěn)定。1994年，香港大學(xué)陳清泉教授將雙向直流變換器應(yīng)用到了電動(dòng)車上，同年，由于雙向直流變換器的輸入輸出電壓極性相反，不適合于電動(dòng)車，所以他提出了一種BuckBoost級(jí)聯(lián)型雙向直流變換器，其輸入輸出的負(fù)端共用。可見，航天電源和電動(dòng)車輛的技術(shù)更新對(duì)雙向直流變換器的發(fā)展應(yīng)用具有很大的推動(dòng)力，而開關(guān)直流變換器技術(shù)為雙向DC/DC變換器的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。他是在單管直流變換器的開關(guān)管上反并聯(lián)二極管，在二極管上反并聯(lián)開關(guān)管，從而構(gòu)成四種不隔離的雙向直流變換器：BuckBoost、Buck/Boost、Cuk和SepiZeta雙向直流變換器。反激式變換器是基于Buck/Boost直流變換器設(shè)計(jì)的，電路結(jié)構(gòu)對(duì)稱，相比之下更易于構(gòu)成雙向直流變換器。推挽式變換器也具有對(duì)稱的電路結(jié)構(gòu)，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但存在變壓器的偏磁和漏感，從而限制了變換器的應(yīng)用。橋式直流變換器有兩類電路：一種是雙有源橋式變換器，電路結(jié)構(gòu)對(duì)稱，通過控制相位角來控制兩直流電源間能量傳輸?shù)姆较蚝痛笮。涣硪环N是由電壓源型橋式直流變換器和電流源型直流變換器構(gòu)成，且這兩種電路都具有軟開關(guān)特性。 在電動(dòng)汽車中的應(yīng)用近年來，考慮到環(huán)境污染和能源安全等方面，電動(dòng)汽車的研究得到了飛速的發(fā)展。雙向DC/DC變換器是應(yīng)用到電動(dòng)汽車的一項(xiàng)重要技術(shù)?；旌想妱?dòng)車由無刷直流發(fā)電機(jī)、逆變器與驅(qū)動(dòng)用交流電動(dòng)機(jī)和蓄電池與雙向直流變換等三部分組成。發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作后，傳動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)出直流電，發(fā)電機(jī)的電能一方面給電池充電，另一方面給逆變器供電，使交流電動(dòng)機(jī)工作，驅(qū)動(dòng)車輛。車輛下坡或制動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)為再生制動(dòng)狀態(tài)，逆變器將電動(dòng)機(jī)能量返回，通過雙向直流變換器回到蓄電池。在燃料電池供電的電動(dòng)車系統(tǒng)中，由蓄電池提供壓縮機(jī)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)能量，從而建立燃料電池電壓，給其創(chuàng)造了啟動(dòng)條件。其原理圖如下圖所示： 在太陽(yáng)能電池陣系統(tǒng)中的應(yīng)用所有利用太陽(yáng)能電源的航天器，都需要能量存儲(chǔ)系統(tǒng)，該系統(tǒng)和太陽(yáng)能電池陣組合起來，構(gòu)成組合供電系統(tǒng)。雙向直流變換器起到了集蓄電池充放電為一體的作用，大大減小了體統(tǒng)的體積和重量。而這個(gè)系統(tǒng)中的充放電單元就可以用雙向DC/DC變換器來代替?！?】分布式發(fā)電系統(tǒng)包括多種新型發(fā)電單元，許多發(fā)電單元輸出為直流電源(燃料電池、太陽(yáng)能等)，同時(shí)分布式發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)部能量是多路徑流動(dòng)，具備雙向功率流動(dòng)的典型特征，雙向DC/DC變換器可以在分布式發(fā)電系統(tǒng)發(fā)揮重要作用。第二章 雙向DC/DC變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)本章簡(jiǎn)單介紹了單向DC/DC變換器的基本原理和類型，并根據(jù)雙向DC/DC變換器按照有無變壓器隔離的分類，對(duì)各種典型雙向DC/DC變換器的電路拓?fù)渥隽嗽敿?xì)的介紹。它是由半導(dǎo)體功率器件作為的開關(guān)管、二極管、電感、電容、負(fù)
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