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《北京交通大学》 2011年
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基于超级电容的双向直流变换器的研究

闻超  
【摘要】:超级电容作为新型的物理储能元件,具有可大电流充放电、功率密度高、循环寿命长、无记忆效应等优点,在电力系统、新能源汽车、不间断电源系统、风光互补发电系统、工业控制等领域得到了广泛的应用。由超级电容构成的储能系统通常需要与直流母线实现能量的双向流动,而双向DC/DC变换器的应用可大幅度减小系统的体积、重量和成本,具有重要的研究价值。本文通过对超级电容及各类双向DC/DC变换器拓扑的研究,提出了一种基于DSP控制的隔离型双向DC/DC变换器。 本文首先对超级电容的应用、特性、串联均压问题和超级电容常用的充电控制策略进行了研究,接着对非隔离型和隔离型两类双向DC/DC变换器的拓扑、隔离式低压大电流电路整流拓扑进行了分析比较,提出了适用于超级电容储能系统的双向全桥倍流DC/DC变换器。分别对变换器降压模式和升压模式下的工作过程进行了详细的分析,并研究了两种工作模式下同步整流驱动脉冲时序的问题。使用平均值等效电路法分别建立了变换器两种工作模式下的小信号模型,并对变换器两种模式下的闭环控制策略进行了研究,并给出了补偿网络的设计方法。 数字控制系统以TMS320F2812为核心,结合超级电容的充放电控制策略,详细论述了驱动信号的生成方法、驱动电路设计及采样电路设计,并对软件设计中的各个子程序进行了详细的说明。 文章最后运用SIMetrix/SIMPLIS电路仿真软件对所设计的300W双向全桥倍流变换器样机进行了仿真分析及优化,仿真结果验证了所建立的变换器模型的正确性。最后对搭建的变换器样机进行了实验验证,完成了超级电容充电实验。
【学位授予单位】:北京交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TM46

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
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【参考文献】
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【同被引文献】
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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