双向DC-DC题目解析1106精要.ppt

正激双向 DC-DC变换器和反激双向 DC-DC 变换器的电路结构简单且成本低，但开关管电压应力较高，适 用于小功率场合。推挽双向 DC-DC 变换器的变压器磁芯为双向磁化，传输的功率比正激双 向 DC-DC 变换器要大，但是开关管电压应力也较高，适用于中低压中大功率场合。半桥双向 DC-DC 变换器的原边开关管的电压应力比推挽电路低。全桥双向 DC-DC 变换器的开关管 的电压和电流应力都相对较小，适用于大功率场合。 * 该类变换器结构对称，采用移相控制可以实现开关管的软开关，在中大功率场合得到广泛的应用。但是，采用移相控制时，变换器中存在循环能量，环流损耗大；在宽输入或输出电压范围内，轻载时不能实现软开关 * 全国大学生电子设计竞赛题目解析 哈尔滨工业大学 王 立 欣 2015年11月7日 * 双向DC-DC变换器【A题】 * 一、应用背景 二、任务与要求 三、方案解析 四、几点建议 * 航天器由若干分系统组成，分为有效载荷和航天器平台两大类。有效载荷用于直接执行特定的航天任务，而航天器平台由航天器结构平台和服务与支持系统组成。服务与支持系统用以保障航天器的正常工作，一般包括热控分系统、电源分系统、姿态控制系统、轨道控制系统、无线电测控系统、返回着陆系统、生命保障系统、应急救生系统、数据保管系统等等。根据具体情况有所取舍，但电源分系统不可或缺，它是航天器的能源提供装置。一旦电源系统不能正常供电，整个航天器就将丧失功能其功能，变成毫无用处的太空垃圾 航天器电源系统 * 航天器电源系统 主功率供电回路的额定电压（母线电压）三个等级： （1）低压——28V，适用功率等级：1200W； （2）中压——42或50V，适用功率等级：2000W水平； （3）高压——100V或以上，适用功率等级：4000W水平。 航天器中用于产生、贮存和分配电能的各种装置。电源重量占航天器重量的15%～25%。分为化学电源、太阳电池电源和核电源三类。目前世界上 90%以上的航天器都采用太阳能电池阵-蓄电池组构成的光伏电源系统 航天器电源系统 国际空间站太阳电池阵总发电能力为105kW，其中美国部分 76kW，俄罗斯部分29kW。美国部分采用 120V 母线，俄罗斯部分采用28V 母线，并网时转换为 120V。美国部分的 4 个太阳电池翼组成 4 个太阳电池光伏电源系统，顺序分流器为 82 级20kHz 的固态开关，将太阳电池阵电压粗略调节在 138～173V 间，再经直流—直流转换装置（DDCU）调节成 120～126V，分配给美、日、欧空局的各实验舱，流向俄罗斯曙光号实验舱的电源变换为 28V电压 航天器电源系统 载人飞船电源系统 载人飞船轨道运行高度为 300～400Km，轨道周期约为 91min，其中轨道最长,阴影时间 37min，最短光照时间 54min。 航天器电源系统 航天器电源系统 电源系统控制拓扑形式 电源系统控制方式主要包括 S3R 型、混合型及 S4R 型功率调节三种，混合型功率调节对应的太阳电池阵布阵方式是供电、充电分阵式，而S4R/S3R 型功率调节对应的太阳电池阵布阵方式是供电、充电阵共用。 S3R 型功率调节技术（Sequential Switching Shunt Regulator 顺序开关分流调节） 太阳电池的发电功率通过“分流调节”全部变换为母线功率，一部分直接给负载供电，另一部分则通过“充电调节”变换为充电功率为蓄电池组充电；蓄电池组功率通过“放电调节”变换为母线功率。对太阳电池发电功率的使用优先级依次为供电、充电、分流。充电功率可以视作母线的可调负载。 航天器电源系统 混合型功率调节技术是 ESA 在 20 世纪 80 年代末研制出的，目前在国内外高/低轨卫星上普遍使用。设置供电阵和充电阵，配置合理的电流在光照区为蓄电池组充电；当蓄电池组充满后通过充电控制进行切换，分流掉充电阵的功率。机动阵可根据需要在供电阵与充电阵之间切换。 航天器电源系统 S4R 型功率调节技术（串联顺序开关分流调节）是 20 世纪 90 年代中期研制出的，目前在国内外高/低轨卫星较多采用。不区分供电阵、充电阵和机动阵。采用多级并联充电，在光照区无论处于供电分流状态还是充电分流状态，始终都只有一路工作在开关状态，其它路要么工作在供电状态，要么工作在分流状态，要么工作在充电状态 直流微网 可再生能源单机接入电网成本高，并网技术要求高，因而限制了其大规模的应用，为此学者们提出了新型的结网方式——微电网的概念。 微电网是指将可再生能源、储能系统和本地负载结合起来，组成的区域型电网形式。作为独立的整体，既可以并网运行，也可以在离网状态下孤岛运行。微电网的规模介于新能源发电