適用于高壓輸入大功率場(chǎng)合的軟開(kāi)關(guān)DC-DC變換器的研究.pdf

1、目前，直流變換技術(shù)的應(yīng)用依然滲透在各行各業(yè)，采用合適的直流變換器不僅能使提高電流變換系統(tǒng)的可靠性，而且可以起到降低功耗，節(jié)能環(huán)保的作用。在很多領(lǐng)域例如非并網(wǎng)風(fēng)電、燃料電池發(fā)電，工程器械用電的傳輸?shù)惹闆r下經(jīng)常用到高輸入電壓、大功率的場(chǎng)合，所需的 DC/DC變換器需要滿(mǎn)足高輸入電壓的設(shè)計(jì)要求。而在這些需要用到直流電力變換的系統(tǒng)中，高輸入電壓是設(shè)計(jì) DC-DC變換器的主要難點(diǎn)。目前，對(duì)于高壓輸入的直流變換的問(wèn)題主要采用以下幾種解決方案：（1）

2、通過(guò)器件的串聯(lián)來(lái)提高承受的電壓；（2）使用三電平或多電平來(lái)降低輸入管承受的壓降；（3）使用在輸入側(cè)串聯(lián)(ISOP)等多模塊的方法來(lái)均分輸入電壓。本文主要對(duì)上述后兩種方案進(jìn)行例如分析和驗(yàn)證。
　　本文第二章研究分析了全橋軟開(kāi)關(guān)直流變換器的特性，研究并設(shè)計(jì)了輸入2500V輸出100V的直流變換器，其功率管單管壓降等于輸入電壓。第三章以三電平軟開(kāi)關(guān)直流變換器為例，論證了三電平軟開(kāi)關(guān)在較高電壓傳輸中的優(yōu)點(diǎn)，其輸入電壓為5000V，兩倍于第

3、二章中提到的全橋直流變換器輸入電壓，單管壓降依然是2500V，額定輸出的功率也提高了近1倍。三電平變換器可以使IGBT管上的壓降減少為輸入電壓Vin的一半，并且可以在較寬的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)軟開(kāi)關(guān)。實(shí)現(xiàn)軟開(kāi)關(guān)可以讓管上的損耗大大減少，從而大大減少管子發(fā)熱，大大提升了變換器的性能。因此三電平軟開(kāi)關(guān)在幾千伏的工程器械中應(yīng)用較為廣泛，實(shí)現(xiàn)中大功率的傳輸上有優(yōu)勢(shì)。
　　當(dāng)輸入電壓變得更高，傳輸功率更大的情況下，多電平變換器會(huì)存在很多局限性，因此本

4、文研究了一種模塊化組合變換器，第二章提到的全橋軟開(kāi)關(guān)直流變換器作為其中的一類(lèi)模塊得到應(yīng)用。分別討論了兩個(gè)相同模塊和兩類(lèi)不同模塊組合時(shí)的情況，并且進(jìn)行了理論分析。研究了 ISOP-FB組合式直流變換器的輸入電壓和輸出電流的關(guān)系，討論了各模塊輸入電壓存在壓差的原因，并對(duì)其中重要的影響因素進(jìn)行了分析和仿真驗(yàn)證。此外，還設(shè)計(jì)了輸入電壓為7500V，輸出依然是100V的直流變換器。最后本文還對(duì)負(fù)載發(fā)生變化和輸入總電壓發(fā)生變化時(shí)的系統(tǒng)特性進(jìn)行理論分