面向微电网应用的高频隔离DCDC电路.pdfVIP

致 谢 至此论文定稿之际，深深地感谢我的导师蔡慧副教授。在我攻读硕士学位 期间，学习上和生活上都得到了两位导师的热心帮助和关心爱护。先生渊博的 学识，严谨的治学态度，对待科研教育认真负责、创新的态度，永远值得我学 习；他们缜密的思维以及对待祖国教育事业的献身精神，必将影响我终身，永 远激励着我不断前进。 同时，感谢赵泉钦、武丽君、周晓伟、杜通波及其他研究生同学在学习上和生 活中对我的帮助和关心。感谢在我多年求学过程中授教于我的每个老师，是你们的 付出才有我如今的成绩。感谢陪伴我的每位朋友，你们让我感受到友谊的美好，生 命的意义。 特别感谢我的家人，在我多年的求学道路上，是您们对我始终如一的关怀、 帮助、支持、鼓励，让我渡过一个又一个的难关，成为我完成学业的最大动力。 倪晨鸿 2013 年6 月 面向微电网应用的高频隔离DCDC 电路 摘要：高频隔离DCDC 电路对微电网的发展有着十分重要的基础性意义。本文从 微电网发展的角度，首先分析了高频隔离DCDC 电路在未来微电网中的广阔应用 前景，特别是对光伏发电和的电动汽车充电站的发展进行了特别关注，提出了 一种高频隔离DCDC 电路拓扑结构能够将包括光伏在内的混合能源系统与电动汽 车充电站的潮流进行同一调度。在比较各类高频隔离DCDC 电路的拓扑结构的基 础上，本文提出了全桥结构式是最适合微电网应用场合的电路拓扑的结论，并 将这一拓扑结构应用到实验样机的开发设计中，也对样机电路的各个硬件组成 进行选型分析，尤其是对多种功率开关器件所适应功率和频率范围进行了分析。 实验样机的控制算法采用电压电流双闭环的控制算法，实验中发现该控制算法 在实验室稳态条件下基本可以满足控制要求。通过电路稳态和暂态数学模型分 析，可以发现电路系统还存在几点问题影响电路的稳压输出效果：第一是负载 电流增大引起的高频电压波形中的死区时间放大；第二是电路换流过程中二极 管反向恢复过程也引起系统的扰动，不仅会产生一个谐振过程而且也会将高频 电压波形中的死区时间放大。这两个问题使得电源输出稳压控制系统中叠加了 一个非线性干扰因素，这一干扰因素会在快速波动大电流负载条件下对系统的 稳定产生影响。在数学模型分析的基础上，在基本控制算法的结构中添加了一 个电压补偿通道，对负载波动所产生的的非线性干扰进行补偿，试验结果说明 了控制器具有很好的鲁棒性。文中对实验样机平台的开发方案和实验结果进行 了展示，实验样机的实验结果已经说明电路完成了有效的输出电压的稳定控制。 关键词：微电网；高频隔离；数控电源技术； 分类号：TP23 I High Frequency PWM DCDC Convertor Applied for Microgrid Abstract ： The development of microgrid is a hotspot of the construction in the world wide electric power grid in the next decade. This dissertation focuses on the wide application of high frequency isolation DCDC convertors. Chapter One presents several future applications, particularly for photovoltaic power generation and the development of electric vehicle charging stations for the special attention, proposes a circuit topology of hybrid energy systems, including solar and