收藏本站
《南京航空航天大学》 2009年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

多输入直流变换器电路拓扑及控制策略研究

李艳  
【摘要】: 新能源的开发利用是解决能源危机及环境污染问题的有效措施,但新能源受到气候和天气条件限制,大多具有电力供应不稳定、不连续等缺点。将多种新能源联合起来组成新能源联合供电系统,利用各种新能源之间或新能源与其它能源之间的互补性,可得到较为稳定的电力输出。在该系统中,采用一个多输入直流变换器(Multiple-Input Converter,MIC)代替原有的多个单输入直流变换器,可以简化系统结构、降低系统成本。本文研究MIC的电路拓扑及控制策略。 目前已有文献提出了一些MIC电路拓扑,也有文献提出了MIC电路拓扑的生成方法,但还不太完善。本文首先将MIC电路拓扑分为脉冲源单元和输出滤波器两部分,提出了一系列脉冲源单元,给出了MIC的生成规则,包括脉冲源之间的组合和嵌入规则以及脉冲源和输出滤波器的级联规则。在此基础上,推导出一系列MIC电路拓扑,包括同时供电和分时供电,非隔离型和隔离型。这些电路拓扑涵盖了以前文献所提出的各种MIC,并得到了一些新的MIC电路拓扑。本文还对部分隔离型MIC电路拓扑结构进行了合理简化,并给出了简化原则。 本文以双输入Buck直流变换器为例,介绍非隔离型MIC的工作原理和输入输出特性。该变换器具有电路结构简单、两种输入源既可同时向负载供电,也可独立向负载供电等优点。针对该变换器,本文分析了两只开关管开关频率相同时,其驱动信号相位与电感电流脉动的关系,提出了一种交错双沿调制方法,采用该方法可以大大减小电感电流脉动。由于MIC与单输入变换器有所不同,本文还讨论了双输入Buck变换器的主电路参数设计,并完成了一台400 W的原理样机,验证了该变换器的工作原理,并且从电感电流纹波和变换器效率两个方面验证了交错双沿调制方法的有效性。 本文以双输入全桥直流变换器为例,介绍隔离型MIC在双路源同时供电和单路源独立供电两种模式下的工作原理。该变换器采用双移相控制策略,可以实现开关管的零电压开关。本文讨论双输入全桥变换器的主电路参数设计,并研制了一台800 W的原理样机,对该电路的工作原理以及软开关实现情况进行了实验验证。 为了实现可再生能源的优先利用,需要对新能源联合供电系统进行能量管理。本文提出了一种新的控制策略,使新能源联合供电系统可以工作在多种模式,从而使负载功率尽可能多地由可再生能源提供,剩余功率由其它供电电源提供;而且在单路源独立工作模式下,该系统工作于电压电流双闭环,提高了动态响应速度。在多种工作模式下,控制系统中的电压闭环和电流闭环的工作情况是不同的。本文结合双输入Buck变换器,建立了该变换器和控制系统的小信号数学模型,提出了一种闭环调节器的设计方法,即在单路源供电的模式下,设计两个闭环调节器,然后在双路源供电的模式下,验证所设计的调节器是否有效。该方法保证了各种模式下系统均能稳定工作,并且可在各种工作模式之间能够平滑切换。本文最后基于一台400W的双输入Buck变换器的原理样机进行了实验验证,结果表明该设计方法是有效的。
【学位授予单位】:南京航空航天大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TM461

手机知网App
【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 程慕宇;王勤;肖岚;王蕾;;Boost型单原边绕组电流源型多输入全桥变换器[J];电源学报;2012年01期
2 周晨;王勤;徐原;程慕宇;;单原边绕组电压型多输入全桥变换器[J];电源技术应用;2011年02期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 王勤;单原边绕组隔离型多输入变换器的研究[D];南京航空航天大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 张杰;新型双输入反激DC/DC变换器的研究[D];南京航空航天大学;2010年
2 阮洁;多端口直流变换器的研究[D];南京航空航天大学;2011年
3 周晨;单原边绕组双输入电压源型全桥变换器的研究[D];南京航空航天大学;2011年
4 赵闯;升降压型三输入直流变换器的研究[D];燕山大学;2012年
5 周兴;应用于光伏发电场合的带嵌入式滤波器的直流变换器研究[D];北京交通大学;2012年
6 吴昊;串联型双输入非接触谐振变换器的研究[D];南京航空航天大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前8条
1 李鹏;张玲;盛银波;;新能源及可再生能源并网发电规模化应用的有效途径——微网技术[J];华北电力大学学报(自然科学版);2009年01期
2 刘博;;我国新能源技术发展问题及对策[J];辽宁工业大学学报(社会科学版);2009年02期
3 李世松;徐剑峰;;新能源联合发电的乡村小型电力系统[J];农村电气化;2008年12期
4 梁龙,张欣,李国岫;混合动力电动汽车驱动系统的开发与应用[J];汽车工程;2001年02期
5 邢运民;张文娟;;新能源与可再生能源发电技术的发展[J];西华大学学报(自然科学版);2007年01期
6 牛微,李珊珊;我国新能源发电技术应用现状及发展[J];沈阳工程学院学报(自然科学版);2005年04期
7 王健,康龙云,曹秉刚;新能源分布式发电系统的能量互补控制研究[J];系统仿真学报;2005年06期
8 马运东,阮新波,周林泉,严仰光;全桥三电平直流变换器的最佳开关方式[J];中国电机工程学报;2003年12期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 茆美琴;风光柴蓄复合发电及其智能控制系统研究[D];合肥工业大学;2004年
2 刘福鑫;组合式三电平直流变换器及其软开关技术[D];南京航空航天大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 罗少文;我国新能源汽车产业发展战略研究[D];复旦大学;2008年
2 杨孟雄;基于燃料电池供电系统的三电平双向变换器研究[D];南京航空航天大学;2008年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 林航;陈晓明;;变电站光伏直流系统的研究与应用[J];安徽电力;2008年04期
2 闫强;王安建;王高尚;于汶加;陈其慎;;生物燃料进展研究[J];安徽农业科学;2009年20期
3 张曦;;太阳能供电与半导体制冷箱的设计[J];中国建设动态.阳光能源;2004年04期
4 杨金焕;葛亮;;太阳辐射量与光伏系统优化设计软件[J];中国建设动态.阳光能源;2005年06期
5 王润波;;光伏系统设计思路及注意事项[J];中国建设动态.阳光能源;2006年01期
6 王志刚;龙维绪;崔海昱;邓菊莲;刘祖明;廖华;涂洁磊;;大型集中并网光伏电站硬件设计要求及安全保护[J];阳光能源;2008年04期
7 龙维绪;王志刚;刘祖明;廖华;;家用太阳能光伏电源系统优化设计[J];阳光能源;2008年05期
8 蔡昌友;张娜;;非连续电流模式移相并联降压变换器的特性[J];辽宁科技大学学报;2010年02期
9 亢彪;王志忠;常学斌;;Vicor模块在便携式电解水氢氧发生器电源上的应用[J];兵器材料科学与工程;2010年02期
10 邹连英;杨彪;张俊;;具有温控保护的低谐波失真AB类音频功放[J];半导体技术;2008年07期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 陈进军;纪志成;;基于BUCK-BOOST变换器的T-S模糊建模与控制[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
2 司戈;;氢能源应用的消防安全初探[A];2010中国消防协会科学技术年会论文集[C];2010年
3 高英倩;廉志彪;王向伟;赵卫民;;二种新型电源的应用需求分析[A];第二十八届全国化学与物理电源学术年会论文集[C];2009年
4 张常年;潘彤;;大信号开关调压系统的仿真与实验[A];中国电子学会第十六届信息论学术年会论文集[C];2009年
5 瞿国华;;近代炼厂的低氢成本战略[A];炼厂制氢、废氢回收与氢气管理学术交流会论文集[C];2008年
6 韦杰;董长青;杨勇平;;木质纤维素的燃烧反应动力学研究[A];中国环境科学学会2006年学术年会优秀论文集(下卷)[C];2006年
7 张卫平;关晓菡;张东彦;;电力电子技术教学内容改革探讨[A];第四届全国高等学校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会论文集(上册)[C];2007年
8 关晓菡;赵徐森;张卫平;刘元超;;电力电子技术实验教学改革探讨[A];第四届全国高等学校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会论文集(下册)[C];2007年
9 逯红梅;谢卫华;秦朝葵;;基于燃料电池的混合发电系统[A];中国土木工程学会燃气分会应用专业委员会2007年会论文集[C];2007年
10 舒海静;李永安;李绍济;赵淑敏;;太阳能发电气象条件分析[A];2005年山东省制冷空调学术年会论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 朱震宇;我国太阳能光伏产业投资风险及决策研究[D];中国地质大学(北京);2010年
2 李思臻;高频开关电源的高效集成单周期控制策略研究[D];华中科技大学;2010年
3 白正宇;添加剂对钯纳米晶的形成及电催化性能的影响[D];河南师范大学;2010年
4 程如岐;基于Z拓扑的光伏并网逆变器研究[D];南开大学;2010年
5 谢斌飞;淀粉/纤维素类生物质发酵联产氢气和甲烷的机理研究[D];浙江大学;2009年
6 杨志胜;有机基太阳能电池中有序结构材料及其界面和性能[D];浙江大学;2010年
7 张洪阳;永磁风力发电机分布式直流并网变流器的研究与实现[D];沈阳工业大学;2011年
8 秦湘灵;可再生能源发电政策与环境效益分析方法研究[D];华北电力大学(北京);2011年
9 陈宇;电力电子变换系统的元件复用理论与方法[D];华中科技大学;2011年
10 张颖媛;微网系统的运行优化与能量管理研究[D];合肥工业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 毛娟;用于矿灯充电的独立光伏系统研究[D];山东科技大学;2010年
2 岳殿霞;多电平Buck直流变换器技术的研究[D];长春理工大学;2010年
3 张本庚;移相全桥软开关变换器的研究和设计[D];郑州大学;2010年
4 于希洋;光伏并网发电系统的MPPT及孤岛检测新方法的研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
5 王朝胜;基于有限元法的风力发电机组塔架结构分析[D];长沙理工大学;2010年
6 房永亮;基于GPRS的河套平原灌区水资源数据监测系统的应用研究[D];大连海事大学;2010年
7 霍风利;我国发展电动汽车产业的可行性及对策研究[D];中国海洋大学;2010年
8 黄克亚;光伏发电系统最大功率点跟踪算法研究及实现[D];苏州大学;2010年
9 姚文贤;电动汽车大功率智能充电器的若干关键技术的研究[D];苏州大学;2010年
10 王慧;促进我国新能源汽车产业发展的财税政策研究[D];江西财经大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 夏爱民;李华;马胜红;;2012年光伏产业将进入脱乳期——全球光伏产业发展趋势展望[J];阳光能源;2008年04期
2 黄承伟 ,秦小杰;电动汽车充电站的电磁兼容测试[J];安全与电磁兼容;2004年02期
3 桂长清;新型贮能元件超级电容器[J];船电技术;2003年01期
4 白明侠;黄昭;;无线电力传输的历史发展及应用[J];湘南学院学报;2010年05期
5 杨雪霞;;微波输能技术概述与整流天线研究新进展[J];电波科学学报;2009年04期
6 赵彪;陈希有;于庆广;;用于非接触电能传输的自适应谐振技术原理[J];电工电能新技术;2010年02期
7 王飞,余世杰,苏建徽,沈玉梁;太阳能光伏并网发电系统的研究[J];电工技术学报;2005年05期
8 韩璐;王勤;王兆坤;;基于反激变换器的太阳能电池最大功率跟踪器[J];电工技术学报;2007年08期
9 李艳;阮新波;杨东升;;一种新的双输入直流变换器[J];电工技术学报;2008年06期
10 李艳;阮新波;杨东升;刘福鑫;;无缓冲单元的多输入直流变换器电路拓扑[J];电工技术学报;2009年05期
中国博士学位论文全文数据库 前9条
1 赵为;太阳能光伏并网发电系统的研究[D];合肥工业大学;2003年
2 欧阳名三;独立光伏系统中蓄电池管理的研究[D];合肥工业大学;2004年
3 茆美琴;风光柴蓄复合发电及其智能控制系统研究[D];合肥工业大学;2004年
4 张方华;双向DC-DC变换器的研究[D];南京航空航天大学;2005年
5 郑诗程;光伏发电系统及其控制的研究[D];合肥工业大学;2005年
6 王飞;单相光伏并网系统的分析与研究[D];合肥工业大学;2005年
7 金科;燃料电池供电系统的研究[D];南京航空航天大学;2006年
8 熊远生;太阳能光伏发电系统的控制问题研究[D];浙江工业大学;2009年
9 任小永;高效率高功率密度通信模块电源技术的研究[D];南京航空航天大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 涂键;基于太阳能光伏发电的飞轮储能系统研究[D];武汉理工大学;2011年
2 张巍;人体植入式非接触电能传输系统的研究[D];南京航空航天大学;2010年
3 曹玲玲;自激式非接触谐振变换器的初步研究[D];南京航空航天大学;2011年
4 阮洁;多端口直流变换器的研究[D];南京航空航天大学;2011年
5 张涛;相移谐振型通信电源的设计[D];大连铁道学院;2002年
6 胡江毅;反激变换器的应用研究[D];南京航空航天大学;2003年
7 焦在强;单级式并网型光伏发电系统用逆变器的研究[D];中国科学院研究生院(电工研究所);2004年
8 王廷龙;关于太阳能和燃料电池的电源系统[D];上海交通大学;2008年
9 韩璐;双输入反激DC/DC变换器的研究[D];南京航空航天大学;2008年
10 杨孟雄;基于燃料电池供电系统的三电平双向变换器研究[D];南京航空航天大学;2008年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 王青;多输入双向DC-DC变换器控制和能量管理策略的研究[D];燕山大学;2012年
2 吴昊;串联型双输入非接触谐振变换器的研究[D];南京航空航天大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郑琼林,张奕黄,郝荣泰;城市轨道交通交流传动逆变器系统国产化方案[J];北方交通大学学报;1998年06期
2 ;日本新能源开发与环境保护经验[J];北京农业;2007年01期
3 胡树华,杨威;我国电动汽车产业化战略分析[J];北京汽车;2004年03期
4 黄振邦;吴森;;混合动力电动汽车研究开发及前景展望[J];城市车辆;2007年07期
5 姬海宁,兰中文,张怀武;高频开关电源变压器的设计方法[J];磁性材料及器件;2004年02期
6 赵异波,何湘宁,周永忠;新能源发电技术的最新进展[J];电工技术杂志;2002年02期
7 潘晓萍;城市轨道车辆辅助电源设计[J];大连铁道学院学报;2000年04期
8 梁才浩,段献忠;分布式发电及其对电力系统的影响[J];电力系统自动化;2001年12期
9 王志群,朱守真,周双喜,黄仁乐,王连贵;分布式发电对配电网电压分布的影响[J];电力系统自动化;2004年16期
10 王建;李兴源;邱晓燕;;含有分布式发电装置的电力系统研究综述[J];电力系统自动化;2005年24期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 陈乾宏;开关电源中磁集成技术的应用研究[D];南京航空航天大学;2002年
2 金科;燃料电池供电系统的研究[D];南京航空航天大学;2006年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王润新,陈燕;一种非理想直流变换器的建模与仿真[J];通信电源技术;2004年02期
2 李平;何益宏;龚仁喜;;双向直流变换器的发展现状[J];广西师范学院学报(自然科学版);2006年02期
3 李睿圆;黄瑞哲;陈道炼;;双向升压直流变换器型逆变器研究[J];电力电子技术;2009年02期
4 何亮;;电压调节模块转换控制技术[J];现代雷达;2006年01期
5 李文燕;周永勤;姜云峰;刁洪君;;基于Z源的Sepic直流变换器研究[J];黑龙江水专学报;2010年02期
6 王凤岩;许建平;;DC/DC开关电源控制方法小信号模型比较[J];电力电子技术;2007年01期
7 李艳;阮新波;杨东升;;一种新的双输入直流变换器[J];电工技术学报;2008年06期
8 江明;汽车用12V—±12V直流变换器[J];实用影音技术;1996年03期
9 王利民,钱照明,彭方正;Z源直流变换器[J];电气应用;2005年02期
10 王琪;龚春英;;2kW新型推挽正激直流变换器的研制[J];电源技术应用;2005年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 辛煜;王智灵;何淼;陈宗海;;光伏发电系统中的直流变换器综述[A];第13届中国系统仿真技术及其应用学术年会论文集[C];2011年
2 林维明;林慧聪;何塞安;;新型单相无源功率因数校正整流器的电路拓扑、工作原理和设计分析[A];中国电工技术学会电力电子学会第八届学术年会论文集[C];2002年
3 宋伟毅;聂宏利;李浩;胡雪峰;李连彪;;PWM直流变换器的稳态和动态小信号建模分析[A];第十三届全国煤矿自动化学术年会、中国煤炭学会自动化专业委员会学术会议论文集[C];2003年
4 张先飞;郑建勇;胡敏强;梅军;刘顺炮;;基于模糊控制的太阳能电池最大功率点跟踪研究[A];2006中国电工技术学会电力电子学会第十届学术年会论文摘要集[C];2006年
5 马运东;吴春旺;;直流变换器三电平拓扑及其控制专题教学探讨[A];第五届全国高校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会论文集(1)[C];2008年
6 袁明祥;范德育;孙慧;;一种新型的全桥移相软开关直流变换器[A];浙江省电源学会第十届学术年会暨新能源开发与电力电子研讨会论文集[C];2006年
7 罗华;赵世华;贺胜;郑连清;;多电平变换器拓扑结构的发展与现状[A];四川省电工技术学会第九届学术年会论文集[C];2008年
8 秦岭;谢少军;;一种新型ZCS-PWM Buck变换器的研究[A];2006中国电工技术学会电力电子学会第十届学术年会论文摘要集[C];2006年
9 刘平;李海涛;;一种新型的E类软开关直流变换器设计[A];第一届中国高校通信类院系学术研讨会论文集[C];2007年
10 肖岚;龚春英;姜志强;严仰光;;48V/3kVA正激直流环节软开关静止变流器的分析与实现[A];面向21世纪的科技进步与社会经济发展(下册)[C];1999年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 湖南 廖建兴;LM2798系列开关降压型直流变换器[N];电子报;2003年
2 中兴通讯 刘小光;能效矩阵开启通信能源系统创新[N];通信产业报;2011年
3 山东 毛兴武;18W反激式LED照明电源[N];电子报;2009年
4 彭芳;中兴通讯 建渠道 盯非运营市场[N];中国计算机报;2004年
5 山东 毛兴武;采用PLC810PG控制IC的40英寸液晶电视电源[N];电子报;2010年
6 刘曙甲 刘志伟;江岸舞浪漫科技献彩霓[N];科技日报;2004年
7 ;IR崭新HEXFET功率MOSFET改善GHz级处理器功率[N];中国高新技术产业导报;2001年
8 ;电源节能应立足四点[N];中国电子报;2009年
9 本报记者 刘霞;巧飞轮“赶走”笨电池[N];科技日报;2010年
10 陈宏城 翻译;二极管激光器电源(11)[N];电子报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李艳;多输入直流变换器电路拓扑及控制策略研究[D];南京航空航天大学;2009年
2 许伟伟;适用于便携式产品的单电感多输出直流—直流变换器的研究与设计[D];复旦大学;2011年
3 王勤;单原边绕组隔离型多输入变换器的研究[D];南京航空航天大学;2010年
4 马运东;直流变换器的三电平拓扑及其控制[D];南京航空航天大学;2003年
5 熊宇;电流型多电平变流器拓扑和控制策略的研究[D];浙江大学;2005年
6 袁臣虎;开关电源DC/DC变换器电路参数及新拓扑研究[D];天津大学;2012年
7 牛利勇;纯电动公交充电系统关键技术研究[D];北京交通大学;2009年
8 孙鹏菊;输出宽范围连续可调的变结构恒功率电源的研究[D];重庆大学;2011年
9 刘福鑫;组合式三电平直流变换器及其软开关技术[D];南京航空航天大学;2007年
10 薛欢;压电俘能/储能系统的非线性动力学行为分析与优化[D];华中科技大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 阮洁;多端口直流变换器的研究[D];南京航空航天大学;2011年
2 崔文君;无损缓冲软开关直流变换器的研究[D];东北石油大学;2011年
3 周兴;应用于光伏发电场合的带嵌入式滤波器的直流变换器研究[D];北京交通大学;2012年
4 王景芳;移相全桥软开关直流变换器的研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
5 刘捷丰;输入串联输出串联降压型直流变换器的研究[D];重庆大学;2011年
6 汪灿;自备电源系统24V直流变换器的研究[D];华中科技大学;2011年
7 周灵兵;高频组合直流变换器的自然均流、均压研究[D];浙江大学;2012年
8 赵闯;升降压型三输入直流变换器的研究[D];燕山大学;2012年
9 靳贤彬;模块化串联宽幅输出直流变换器的研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
10 单国栋;三电平Buck直流变换器控制策略研究[D];重庆大学;2012年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026