高壓多電平雙向DC-DC變換器文獻(xiàn)綜述

1、精品文檔高壓多電平雙向dc-dc變換器文獻(xiàn)綜述一、前言本次文獻(xiàn)調(diào)研的主題為高壓多電平雙向 dc-dc變換器。下載到的文獻(xiàn)中與該主題相關(guān)的有 10 篇，完全符合該主題的文獻(xiàn)有參考文獻(xiàn) 1234 ，其它 6 篇文獻(xiàn)則側(cè)重于高壓和雙向這兩個(gè)關(guān)鍵詞。以下是文獻(xiàn)調(diào)研的主要內(nèi)容。二、主要內(nèi)容文獻(xiàn) 1 2介紹了一種電容箝位的模塊化多電平雙向dc-dc變換器。該變換器由 5 個(gè)獨(dú)立的模塊級(jí)聯(lián)而成，每個(gè)模塊由三個(gè)mos管和一個(gè)箝位電容組成，如下圖所示。通過控制每個(gè)模塊中 mos管的通斷可以使每個(gè)模塊運(yùn)行在正常工作和旁路狀態(tài)，選定不同模塊的工作狀態(tài)可以實(shí)現(xiàn)不同電平的輸出， 并且可以使輸入輸出電壓的比值不同。 從每

2、個(gè)模塊的電路結(jié)構(gòu)可以看出， 能量可以實(shí)現(xiàn)雙向流動(dòng)。從下圖 1 可以看出整個(gè)電路中沒有像常規(guī)的 dc-dc變換器那樣使用電感作為儲(chǔ)能裝置，這種無感設(shè)計(jì)的原則提高了裝置的效率和可靠性。本文中作者的實(shí)驗(yàn)裝置功率為 5kw，電平數(shù)為 6。當(dāng)輸入電壓為 250v，負(fù)載為 1.76 時(shí)，裝置效率達(dá)到了 95.1%。圖 1.電容箝位的模塊化多電平雙向dc-dc變換器文獻(xiàn) 3 介紹的電容箝位的模塊化多電平雙向 dc-dc變換器與上文介紹的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)一樣。文中詳細(xì)分析了該電路的不同工作狀態(tài)和等效電路圖， 該拓?fù)湎啾葌鹘y(tǒng)的飛跨電容型多電平變換器可以減少開關(guān)管的數(shù)量和電容耐壓等級(jí)。文獻(xiàn) 4 介紹的模塊化多電平雙向 d

3、c-dc變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)類似于測(cè)井變頻電源的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)， 它的每個(gè)模塊拓?fù)錇橐葡嗳珮螂娐罚?整個(gè)變換器由模塊的輸入并聯(lián)輸出串聯(lián)組合而成， 如下圖 2 所示。之所以采用這樣的拓?fù)涫桥c作者研究的方向波浪能發(fā)電有關(guān)。在文中，作者著重?cái)⑹隽颂菪屋d波的控制方法與三角載波控制方法的不同，提出了梯形載波控制方法能夠提高裝置的效率。 梯形載波控制方法中的開關(guān)頻率是通過迭代的算法計(jì)算得到的。該方法最大的優(yōu)點(diǎn)是根據(jù)實(shí)際的功率需求情況，依據(jù)裝置的效率曲線來決定每個(gè)模塊是處于并聯(lián)工作狀態(tài)還是旁路工作狀態(tài)。 在文中作者通過兩模塊的實(shí)驗(yàn)來證明梯形載波控制方法能夠使裝置運(yùn)行在最大效率點(diǎn)處。1歡迎下載精品文檔圖 2.模塊化多電

4、平雙向dc-dc變換器文獻(xiàn) 5 介紹了一種高壓雙向單端反激變換器，該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下圖3 所示。圖 3.高壓雙向單端反激變換器在充電模式下開關(guān)頻率是變化的， 在放電模式下開關(guān)頻率是固定的。 這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要應(yīng)用在容性負(fù)載的機(jī)械傳動(dòng)裝置中進(jìn)行供電。 該裝置的特點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)寬范圍的電壓輸出和高的效率。文獻(xiàn) 6 介紹的雙向 dc-dc變換器主要應(yīng)用在儲(chǔ)能系統(tǒng)中，主電路拓?fù)淙缦聢D 4 所示。該拓?fù)浞譃?5 個(gè)部分，低壓電路、箝位電路、中壓電路、升降壓電路和高壓電路 5 個(gè)部分。該拓?fù)渥钪饕奶攸c(diǎn)是使用的開關(guān)器件較少， 采用 3 個(gè)開關(guān)管就能實(shí)現(xiàn)能量的雙向流動(dòng)。 在保證耦合電感匝數(shù)相對(duì)較少的情況下依然能實(shí)現(xiàn)

5、較高的電壓增益和效率。 由于耦合電感的使用， 當(dāng)電路處于升壓狀態(tài)時(shí)開關(guān)管的電壓應(yīng)力與輸入電壓沒有直接的關(guān)系， 這使得對(duì)于不同的電壓等級(jí)的電池作為。2歡迎下載精品文檔輸入電源時(shí)該電路依然可以使用。圖 4. 儲(chǔ)能系統(tǒng)中的雙向dc-dc變換器文獻(xiàn) 7 介紹的高壓雙向 dc-dc變換器應(yīng)用在電力機(jī)車（3kv，1.5kv 和 0.75kv ）當(dāng)中，其主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下圖 5 所示。圖 5. 電力機(jī)車中的高壓雙向 dc-dc變換器相比現(xiàn)在的單相多電平中點(diǎn)箝位的 dc-dc變換器，該變換器對(duì)于箝位二極管和電容的耐壓等級(jí)要求較低，這樣可以降低裝置的成本和體積。圖中是一個(gè)4單元模塊的變換器，根據(jù)實(shí)際使用需求還可

6、以增加模塊的數(shù)量。文獻(xiàn) 8 介紹的高壓 dc-dc變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下圖 6 所示，該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)具有以下特點(diǎn)：一、由于 dc-ac部分采用三模塊串聯(lián)而成， 因此開關(guān)管電壓應(yīng)力為輸入電壓的三分之一，可選擇低耐壓等級(jí)的開關(guān)管，且可減小導(dǎo)通損耗；二、采用的軟開關(guān)技術(shù)可以減小開關(guān)損耗；三、因?yàn)樽儔浩鞯氖褂茫b置輸出電流增加3倍，增大了裝置的功率等級(jí)。本文作者的試驗(yàn)裝置額定參數(shù)為 4.5kw，輸入 1000v，輸出 48v。3歡迎下載精品文檔圖 6. 文獻(xiàn) 8 主電路拓?fù)鋱D文獻(xiàn) 9 介紹的高壓 dc-dc變換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下圖 7 所示。從拓?fù)淇梢钥闯鲎儔浩髟呏麟娐方M成其實(shí)可以為 4 個(gè)全橋諧振變換器， 這

7、是個(gè)全橋諧振變換器的諧振電容的容值是從大到小， 因此這 4 個(gè)全橋諧振變換器是單獨(dú)受控的。 因?yàn)椴煌闹C振電容容值， 所以每個(gè)全橋諧振變換器的輸出電壓不同， 通過控制每個(gè)全橋諧振變換器的工作時(shí)間可以在變壓器輸出側(cè)得到 16 種電壓值。這里開關(guān)管的通斷是依據(jù)不同的功率需求來確定的。 如果將每個(gè)全橋諧振變換器的輸出電壓值定為 a、 b、 c 和 d，那么依據(jù)功率等級(jí)不同，在 16 個(gè)功率等級(jí)下 4 個(gè)全橋諧振變換器的工作情況如下表 1 所示。圖 7.文獻(xiàn) 9 主電路拓?fù)鋱D。4歡迎下載精品文檔表 1. 不同功率等級(jí)下各諧振變換器工作狀態(tài)表在仿真中，在 40khz 下該拓?fù)涞妮敵鲭妷嚎山咏?0kv。文

8、獻(xiàn) 10 介紹的是一種多相級(jí)聯(lián) dc-dc變換器，其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下圖 8 所示。該拓?fù)涞倪\(yùn)行方式與模塊化多電平變換器類似， 但是在本拓?fù)渲薪涣麟妷汉碗娏髦皇怯脕韺?duì)功率進(jìn)行重新分配。對(duì)于不同的直流輸入電壓和模塊采用半橋還是全橋， 作者分析了相位控制的不同特征。圖 8.多相級(jí)聯(lián)dc-dc變換器。5歡迎下載精品文檔參考文獻(xiàn) :1.a 5-kw bi-directionalmultilevel modular dc-dcconverter(mmccc) featuringbuilt in power management for fuel cell and hybrid electric automob

9、iles.2.bi-directionalpower management and fault tolerantfeature ina 5-kw multileveldc-dc converter with modular architecture.3.a multileveldc-dcconverter withhigh voltage gainand reducedcomponent ratingand count.4.bidirectionalmodularmultileveldc-dc convertercontroland efficiencyimprovements through separate module control method.5. high voltage bi-directional flyback converter for capacitive actuator.6. high-efficiency bidirectional dc-dc converter with high-voltage gain.7.high-voltagebi-directionaldc-dcconverterforadvancedelectricallocomotives.8. a high-voltage dc-dc converte