应用于光伏系统的推挽全桥变换器研究

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由于全球性环境问题和各国能源发展战略调整,太阳能发电技术得到迅速发展。在独立光伏发电系统中,储能环节必不可少。本课题针对独立光伏发电系统储能环节高输入电流、高电压传输比、双向性的应用场合,研究了一种电流型推挽/全桥双向DC/DC变换器。首先本文介绍了双向DC/DC变换器的发展和应用背景,针对独立光伏系统储能环节的特点,引出了电流型推挽/全桥双向DC/DC变换器。该变换器包含两种工作模式(1)升压模式:蓄电池放电,通过推挽电路和高频变压器对蓄电池电压进行升压。(2)降压模式:蓄电池充电,通过全桥电路和高频变压器对直流母线电压进行降压。本文详细介绍了两种模式的工作原理并给出了仿真波形。然后提出了应用于独立光伏系统的电流型推挽/全桥双向DC/DC变换器的三个关键问题:(1)变换器的启动和关断;(2)推挽侧的尖峰电压;(3)高频变压器的偏磁、漏感,给出了三个关键问题的解决方案,并详细研究了推挽侧的尖峰电压。分析了推挽侧尖峰电压产生的原因,设计了RCD、LCD、有源钳位三种解决方案,分别对三种解决方案的工作原理和优缺点进行了研究和仿真。研究了全桥侧开关管同步整流模式对尖峰电压的影响,分析了对尖峰电压产生影响的详细原理。最后研制了一台1000W的实验样机,给出了详细的硬件设计过程和实验波形。
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