【摘 要】
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近年来,日益严重的环境问题和能源危机,严重影响着人们的身体健康及各行各业的生产。发展电动汽车、开发利用太阳能等新能源已成为缓解环境污染和能源危机的重要举措。而在新
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近年来,日益严重的环境问题和能源危机,严重影响着人们的身体健康及各行各业的生产。发展电动汽车、开发利用太阳能等新能源已成为缓解环境污染和能源危机的重要举措。而在新能源系统中,控制能量双向流动的双向DC-DC变换器必不可少,且其效率和可靠性直接决定了整个系统的效率和可靠性。本文提出的双向DC-DC变换器通过在传统推挽拓扑中引入了串联谐振单元,利用变压器漏感与谐振电容谐振,有效地避免了关断瞬间的电压尖峰问题,同时实现了全部开关管在全输入电压和全负载变化范围内的零电压开通和零电流关断。针对低压大电流输入场合,该变换器采用变压器原边并联副边串联结构,降低了单个变压器的匝比,减小了单个变压器体积和漏磁损耗,进一步增大了传输功率,提高了转换效率。本文首先分析了变换器的正反向工作过程,分析了软开关实现原理及条件。接着分析了变换器的增益特性,并且针对其特点分别分析了该变换器应用于交流母线场合和直流母线场合的具体实现方法和控制方法。接着对变换器各个部分进行了损耗建模,利用所得的损耗模型计算了变换器在不同负载下的效率。并将该效率和实际效率进行了对比,给出了进一步效率优化的方案。最后,为了验证以上理论分析的正确性,实验室搭建了一台2.5kW实验平台。给出了实验平台的主要功率器件的选型和制作方法及PCB绘制注意事项等。分别进行了仿真验证和实验验证。通过仿真和实验,证明了软开关的实现,能量的双向流动等结论。同时,给出了系统的整体效率,实验证明系统在正反向工作过程都具有较高的效率。
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