一、开关电容DC-DC变换器的输出特性及控制模式（论文文献综述）
陈栋[1]（2021）在《宽输入光储逆变器及其控制方法研究》文中研究表明近年来由于能源危机和环境问题全球各国纷纷寻求能源转型发展,光伏发电技术因其能够充分利用清洁、可再生的太阳能资源得到迅猛发展,该技术的大面积推广与应用对“美丽中国”和“碳达峰、碳中和”目标的实现意义非凡。通常情况下光伏电池输出电压较低、电压波动范围大,工作具有间歇性、随机性的弊端且发电易受如温度、光照等外界环境的影响,且不同材料的光伏电池电性能差异过大,因此引入储能单元平抑功率波动并研制具有宽输入特性的光储逆变器。首先,本文就光储逆变器前级的单管型高增益DC/DC变换器工作原理和稳态性能进行深入分析和研究,推导并给出变换器各项稳态性能与占空比的关系,同时与各变换器进行对比分析。为进一步扩大光伏电池可接入电压范围,更好的兼容常规晶硅和新型材料光伏电池的接入,对变换器拓扑进行多级拓展,给出拓展级数、占空比和稳态性能的关系,同时通过仿真实验对理论分析和计算的正确性进行验证。其次,对开关管高度复用的光储逆变器拓扑结构和工作原理的进行分析,给出其典型工作波形,对采用交错并联Buck-Boost技术的蓄电池端口进行电流纹波分析,给出纹波比关系曲线。结合实际应用场景,对系统工作模态和功率传输方式进行划分,为系统数学模型的建立提供可靠依据。在搭建的宽输入光储逆变器模型基础上,设计基于模型预测控制的多目标控制策略,推导并建立相应的预测模型和代价函数,结合光伏电池输出特性选取恰当的MPPT控制方法,给出系统控制流程图,实现光伏MPPT、蓄电池充放电控制和逆变输出功率控制,同时通过仿真实验完成对系统控制策略有效性的验证。最后,通过对相关硬件电路进行设计,搭建宽输入光储逆变系统的硬件实验平台,对高增益DC/DC变换器性能指标和光伏电池MPPT控制进行实验验证,并通过测试宽输入光储逆变器的在各工作模态下的运行情况,验证基于模型预测控制的多目标控制策略的有效性和可行性。
闫成章[2]（2021）在《电力机车碳化硅谐振直流变换器控制与保护研究》文中研究表明近年来我国轨道交通飞速发展,电力机车辅助供电系统作为重要设备得到广泛研究。为满足电力机车辅助供电系统的高频化、小型化、高功率密度的发展需求,本文提出一种基于碳化硅器件的谐振开关电容变换器（resonant switched capacitor converter,RSCC）应用于辅助变流器直流环节,从而实现高效率电压转换。谐振开关电容变换器通过串联谐振腔传递能量,实现输入和输出之间的能量传递。本文首先分析了RSCC开环控制的基本原理,并针对电力机车运行过程中复杂工况造成的输入输出电压波动问题,对比研究了脉宽调制（pulse width modulation,PWM）控制和移相控制下的RSCC输出特性。然后着重分析了移相控制下RSCC的软开关实现原理和负载条件,并为解决RSCC软开关负载范围小的问题,提出一种频率优化控制策略,实现宽负载范围的效率提升。此外对电压调节后的谐振特性展开具体分析,并通过优化控制改善不同运行工况下的谐振特性。本文还采用了一种前馈控制策略,以改善RSCC的动态特性。电力机车辅助供电系统的保护设计是其稳定运行的关键,本文主要对RSCC的软起动、故障保护展开研究。首先分析了RSCC的软起动电流应力,并采用一种三段式软起动控制策略降低启动应力。然后分析了故障阻断策略的可行性以及数字延时的影响。重点研究和对比了不同短路保护控制策略下的输出特性,并提出一种短路综合控制以实现短路保护的快速过渡。为实现额定功率测试,本文采用一种级联能馈RSCC系统（cascaded RSCC system with energy feedback,CREF）。陪试的RSCC样机采用电压闭环控制实现测试电压的提升和调节,而被测的RSCC样机采用电流闭环控制调节级联系统的功率。CREF系统能够实现被测样机在额定电压和额定功率下的测试,同时实现能量回馈和更节能的大功率测试条件。最后,分别搭建仿真和实验平台对上述控制策略和保护策略的正确性和可行性展开验证。
刘郑心[3]（2021）在《燃料电池汽车用二次交错式DC-DC变换器的研究》文中研究说明随着交通运输业的飞速发展,随之而来的是能源的过度消耗与严重的环境污染问题。新能源汽车的出现给传统交通运输业的发展提供了新的方向,燃料电池汽车由于其零污染、零排放的优点受到了国内外各大汽车厂商的青睐。但是由于燃料电池输出特性“疲软”、输出电压等级低、伏安特性差等原因,传统升压DC-DC变换器难以直接满足燃料电池汽车动力系统的要求。因此,针对燃料电池汽车用DC-DC变换器,开展拓扑结构及控制策略的研究对促进燃料电池汽车的发展具有重要意义。本文首先按照拓扑结构中储能元件的不同组合方式将非隔离型升压基本单元进行了分类,并对不同结构的基本特性进行了分析。根据燃料电池汽车用DCDC变换器的需求总结归纳出适用于燃料电池汽车的基本单元,在此基础上针对燃料电池汽车提出了一种基于前后级通用结构的DC-DC变换器拓扑结构的构造方式,并推导了前后级结构电压增益的一般表达形式。其次,依据所提出的拓扑结构构造方式提出了一种带有电压倍增结构的二次交错式DC-DC变换器,所提变换器具有高电压增益、低电压应力、低输入电流纹波、宽运行范围、共地等优势。对所提变换器的工作原理进行了分析,并给出了电压增益、电压电流应力、电感电容参数、输入电流纹波的计算方法,并将所提变换器与其他常见非隔离DC-DC变换器按照需求指标进行了对比分析。之后,利用状态空间平均法和小信号建模法对所提变换器进行了动态建模,并设计了PI控制器。再次,根据设计指标对所提变换器进行硬件和软件的设计,给出了主电路、电压采样电路、驱动电路、辅助供电电路的设计过程与工作原理以及软件设计的流程图。同时,采用C语言在CCS软件环境下对各部分软件程序进行了编程。最后,利用Simulink仿真软件搭建了所提变换器的仿真模型并进行了仿真实验,并搭建了额定功率为100W的实验样机及测试平台对所提变换器的稳态特性、动态特性及效率进行了测试并对实验结果与损耗进行了分析。实验结果表明,所提变换器能够满足燃料电池汽车对DC-DC变换器的各项需求指标。
付俊[4]（2021）在《燃料电池汽车DC-DC变换器拓扑及故障诊断的研究》文中研究说明随着各国经济发展,传统燃油汽车数量以越来越快的速度增长,给地球环境带来了巨大的负担。为了解决日益严重的环境污染问题,全力发展新能源汽车是各国的首要选择。燃料电池汽车以其无污染、能量密度高等优点成为新能源汽车行业中的发展趋势。然而燃料电池的输出电压比电动汽车直流母线电压低。同时,燃料电池输出电压会随着输出电流的增大显着减小。为了满足燃料电池对电动汽车输入电压的要求,本文提出了一种非隔离式DC-DC变换器结构,并从变换器的工作原理、性能分析、故障诊断等方面对所提变换器展开研究。首先,对所提变换器的拓扑结构进行工作性能分析,推导变换器的电压增益和功率器件的电压电流应力计算公式,与已提出的一些燃料电池用DC-DC变换器从电压增益、器件数量等方面进行了详细的对比。在此基础上,对所提变换器进行器件参数计算和器件选型。其次,为保证变换器安全稳定运行,针对变换器中的功率开关管可能出现的开路和短路故障问题,设计了相应的诊断策略。通过对变换器故障特性分析,选取了电感电压信号和驱动信号作为故障诊断特征量,在此基础上设计了一套基于逻辑门电路的故障诊断策略,从原理上详细分析了所提故障诊断策略的有效性。最后,搭建Psim和Simulink模型对所提变换器和故障诊断策略进行仿真验证。设计了一台额定功率为100W的实验样机对所提变换器进行实验验证。根据参数计算和器件选型的结果,使用DSP28335作为主控芯片进行硬件设计和控制程序设计。实验样机在有输入扰动和负载扰动时,输出能稳定在200V,额定状态下变换器的效率为85.1%。实验结果与理论计算基本相同,验证了所提变换器的有效性和合理性。
赵进[5]（2021）在《高频谐振变换器的设计和控制关键技术研究》文中提出与传统的脉宽调制（Pulse width modulation,PWM）变换器相比,谐振变换器能够有效减小开关损耗,使得开关频率得以进一步的提高。谐振变换器的开关频率越高,变压器、电感和电容的体积越小。此外,平滑变化的波形和较小的电压电流变化率也有利于改善谐振变换器系统的电磁兼容性。但谐振变换器需要由一定数量的电感和电容组成的谐振网络,造成它的分析和设计更为复杂。通过精心设计谐振网络,可以使得谐振变换器在一个工作点或附近获得良好的性能,但是在输入电压和负载变化范围宽的条件下很难获得良好性能。此外,谐振网络的设计容差和老化问题也给谐振变换器的设计带来一定的挑战,这是因为谐振元件（电感器,电容器）不可避免的制造公差和工作老化问题,造成谐振网络参数偏离设计值,谐振变换器性能下降。谐振变换器通常由开关频率的变化来控制,在某些应用中,开关频率调节范围可能非常大,这会引起包括噪声频谱较宽、难以控制电磁干扰、复杂的输出电压纹波滤波设计以及磁性元件的不良利用等缺点。本论文以谐振变换器为研究对象,从变换器的拓扑结构、谐振网络和调制控制策略等方面展开研究。针对谐振变换器的谐振网络中的谐振元件,在固定开关频率的条件下,通过改变电容值或电感值,进而调节谐振频率以达到控制谐振变换器输出的目的。该方法可有效拓宽软开关工作范围,同时也可解决因谐振网络容差和老化引起的性能降低的问题,提高了谐振变换器的性能和可靠性。论文主要研究内容包括以下几个方面:1.对高频谐振变换器的控制和运行进行了分析,研究了谐振变换器的PWM调制策略,比较了移相（Phase shift,PS）调制、非对称脉宽（Asymmetrical pulse width modulation,APWM）调制与非对称电压（Asymmetrical voltage-cancellation,AVC）调制等策略,结果表明AVC控制策略可有效减小方波逆变电路输出电压的基次谐波相位,从而扩大输出的电压和电流之间的相位差,提高了软开关的工作范围,相比传统PS和APWM调制策略可有效提高功率转换效率。通过仿真和实验验证了理论分析的正确性。2.研究了开关电容及其调谐控制方法。首先重点介绍开关电容（Switch-controlled capacitor,SCC）工作原理和相应的控制方法,在此基础上,理论推导了SCC的等效容值的一般解析式。根据SCC的控制要求,提出了精确控制SCC的方法,同时设计相应的控制电路。最后设计和分析了SCC调谐控制谐振变换器,通过仿真和实验验证了所提方案和控制方法的有效性。3.提出了无线能量传输（Wireless power transfer,WPT）用的双SCC调谐控制谐振变换器。首先详细介绍所提WPT系统拓扑结构和工作原理,同时对系统进行建模分析。通过对谐振变换器进行最优AVC调制和SCC调谐控制,旨在优化变换器的传输效率,同时实现最大效率跟踪。最后,给出设计应用实例,实验结果表明所提方案和控制方法可有效提高系统的效率。4.研究了可变电感（Variable inductor,VI）及其调谐控制方法。首先研究了VI的工作原理和控制方法,基于磁阻模型对VI进行分析。然后分析了串联谐振变换器和并联谐振变换器在VI调谐控制下的输出特性。最后设计了WPT系统的VI调谐控制谐振变换器,针对发射侧线圈和接收侧线圈之间相对位置的变化,通过VI调谐控制,实现在间隙变化或错位情况下的稳定输出。实验结果表明所提方案和控制方法可有效提高系统的效率。5.为了更好地掌握SCC和VI调谐控制的谐振变换器技术,从拓扑复杂度、控制难度和电压增益调节范围等方面对SCC和VI调谐控制方法的优缺点进行了比较,从而为设计调谐控制的谐振变换器提供指导。6.对本课题进行总结和展望。
温飘,杨晓峰,闫成章,郑琼林,五十岚征辉,高久拓[6]（2020）在《一种基于SiC器件的谐振开关电容变换器》文中进行了进一步梳理提出一种谐振开关电容变换器（resonantswitched capacitor converter,RSCC）拓扑,并分别采用碳化硅混合绝缘栅双极型晶体管（hybridSiCinsulatedgatebipolar transistor,HSiC-IGBT）和碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管（SiCmetal-oxide-semiconductorfield-effecttransistor,SiC-MOSFET）功率模块。RSCC采用模块化结构,减小开关器件电压应力,并利用谐振机理实现软开关动作,有效抑制开关电压和电流尖峰。为优化变换器输出电压,采用移相控制。首先分析RSCC的拓扑和工作原理,在此基础上开展对变换器数学模型及稳态输出特性的研究,对比HSiC-IGBT和SiC-MOSFET器件参数对变换器输出特性的影响,并通过仿真和实验对所提出的RSCC及控制策略进行验证。实验结果表明,移相控制显着改善了电容电压不均衡现象。
冯建兴[7]（2020）在《基于碳化硅器件的推挽型DC/DC变换器性能研究》文中研究表明随着化石能源枯竭日益严重和可再生能源合理高效应用的日益兴起,电能路由器的研究得到广泛关注。隔离型DC/DC变换器作为电能路由器的重要组成部分,也得到了广泛研究。目前硅器件由于其物理材料性质在耐压等方面基本已经发展到极限,碳化硅器件由于能够承受高温、高压、高频等恶劣工作条件而被重视和研究。因此本文针对电能路由器领域的应用,研究了SiC MOSFET器件特性和推挽型隔离DC/DC变换器的工作方式,结合两者的优势,设计了一款基于SiC MOSFET的推挽型隔离DC/DC变换器。首先,本文分析了推挽型隔离DC/DC变换器的工作原理,针对变换器软开关分析时等效模型建立问题,建立了推挽型隔离DC/DC变换器开关瞬态等效电路,得出实现软开关条件下传输电感与寄生电容之间的关系式。通过对各个模式的软开关分析,得出较难实现软开关的工作模式。根据工作模态中周期内功率传输的对称性理论推导出功率传输关系;对传输电感进行理论分析得出传输电感电流关系式;采用PWM匹配方式将传输电感两侧电压匹配防止电流过冲;并对变换器进行仿真验证。其次,对推挽型隔离DC/DC变换器的SiC MOSFET动静态特性参数进行分析。针对动态特性中MOSFET关断时的漏源极间电压振荡问题,采用增加栅极电阻进行抑制电压振荡的方法。通过静态特性分析出SiC MOSFET的静态参数特点:阈值电压低、通态电阻低、寄生电容小。通过动态特性分析出SiC MOSFET的开关时间较短、开关损耗较小。通过分析动静态特性得出SiC MOSFET的寄生电容相比于Si MOSFET更低,更容易实现推挽型隔离DC/DC变换器的软开关。然后,针对SiC MOSFET特性中阈值电压低和寄生电容小的特点,进行了驱动电路的设计。设计栅源电压钳位电路防止桥臂直通短路故障;设计改进型信号放大电路增加驱动能力;设计过流保护电路防止SiC MOSFET过流损坏。最后,将推挽型DC/DC变换器的理论分析、仿真与SiC MOSFET特性相结合,搭建了1k W推挽型DC/DC变换器实验平台,实验结果验证了理论分析的正确性。
刘林凯[8]（2020）在《伪连续导电模式交错并联Boost变换器研究》文中指出太阳能作为一种普遍存在而应用前景广泛的绿色能源,具有再生周期短且储量丰富的优点。在光伏并网应用中,光伏阵列为直流电压输出,电压值较低,必需要用到Boost变换器来提升直流电压。然而,传统Boost变换器存在响应速度慢、电压增益低、电流纹波大、开关管电压应力高、带载范围小等缺点。针对传统Boost变换器存在输出纹波大、响应速度慢等问题,本课题基于动态参考电流（Dynamic Reference Current,DRC）控制策略,对应用于光伏发电系统的Boost变换器进行深入的研究。针对现有存在的问题,为了提升Boost变换器的动态响应能力,采用伪连续导电模式（Pseudo Continuous Conduction Mode,PCCM）;为了减小Boost变换器的输入电流纹波,采用交错并联控制方法;为提升Boost变换器的转换效率,采用DRC控制策略优化控制方法。上述方法的综合应用,整体提升了光伏Boost变换器的整体性能。本课题设计了一种应用于光伏发电系统的两相六态PCCM交错并联Boost变换器,宽电压30-60VDC输入,输出380V/2.1A,详细分析了它的基本工作原理、控制策略以及工作性能。在MTALAB软件中对离散系统进行控制环路补偿设计,在simulink软件中对电路进行仿真设计,验证所设计电路的可行性。
刘飞扬[9]（2020）在《耦合电感倍压单元高增益直流变换器研究》文中研究说明随着新能源在全球范围的推广,特别是光伏供电系统的广泛应用,许多高等院校和科研院所对提高直流变换器的电压增益和效率进行了大量的研究,其中非隔离高增益DC/DC变换器一直是研究的热点之一。本研究采用耦合电感倍压单元提高直流变换器的电压增益,在分析耦合电感的变压器等效模型的基础上,提出了同级和异级两类耦合电感倍压单元。将同级和异级耦合电感倍压单元分别应用于Boost变换器和双Boost变换器,得到了一系列基于耦合电感倍压单元的高电压增益直流变换器拓扑。针对其中一种异级CLC耦合电感倍压单元Boost变换器和双Boost变换器分别进行了详细的研究,分析了两种变换器的工作模态和工作性能,给出了电压增益和主要器件的电压应力,并进行了仿真验证。结果表明异级CLC耦合电感倍压单元Boost变换器和双Boost变换器均具有良好的电气性能,但耦合电感中的漏感会在开关管关断时与开关管的寄生电容产生谐振,导致对开关管的电压冲击较大。为了解决漏感对开关管的影响,提出了一类钳位电容电路,用来吸收耦合电感中漏感的能量,从而减小对开关管的电压冲击。将所提出的钳位电容电路,应用于异级CLC耦合电感倍压单元的Boost变换器和双Boost变换器中,得到了一类带钳位电容的异级CLC耦合电感倍压单元的Boost变换器和双Boost变换器拓扑。对其中一种钳位于地的异级CLC耦合电感倍压单元Boost变换器和双Boost变换器进行了详细研究,分析了钳位于地的两种变换器的工作模态和工作性能,给出了电压增益和主要器件的电压应力,并进行了仿真和实验验证。实验样机测试结果表明,钳位电容能有效吸收耦合电感中漏感的能量,有效地改善了异级CLC耦合电感倍压单元Boost变换器和双Boost变换器的电气性能,验证了理论分析与仿真分析的正确性。该论文有图61幅,参考文献91篇。
樊晓莉[10]（2020）在《具有中心抽头电感的Boost直流变换器》文中指出在工业生产生活中,常常要将低压直流电升压到一定数值以满足生产设备或负载的需要。传统Boost直流变换器电压增益一般不超过5,无法满足生产设备需求,所以高增益的Boost直流变换器应运而生。中心抽头电感具有变压器特性。但与变压器仅能起变压和隔离作用不同,中心抽头电感在改变电压的同时还可以储存能量并将能量传递给输出端。正是由于中心抽头电感这种兼具普通电感和变压器性质的特点,在Boost直流变换器中,中心抽头电感可以直接替换普通电感以达到提高电压增益的目的,或者级联几种不同拓扑结构的直流升压单元以提高电压增益。利用中心抽头电感的漏感,还可以实现开关管的软开关模式,同时漏感能量可以通过吸收电路耦合到输出端,从而提高直流变换器的效率。为进一步提高电压增益,并且降低开关管应力,改善二极管反向恢复环境,缩小直流变换器体积,可以将中心抽头电感引入Boost直流变换器中。本文基于开关电容单元高增益Boost直流变换器提高电压增益的思路,引入中心抽头电感,结合交错并联电路以减小电流纹波,设计一种新型的具有中心抽头电感的Boost直流变换器。本文介绍了该新型Boost直流变换器的工作原理。为改善中心抽头电感引起的开关管电压尖峰问题,增加有源箝位电路。本文分析了该拓扑结构的电压增益及各元件应力,并通过PSIM仿真软件予以验证。通过状态空间平均法建立系统数学模型,设计系统的闭环控制算法,并进行实验验证。本文还结合光伏发电系统MPPT控制原理仿真验证拓扑结构的有效性。这种新型的Boost直流变换器降低了对输入电压的要求,简化了拓扑结构复杂性,缩小了直流变换器的体积,具有一定的应用价值。
二、开关电容DC-DC变换器的输出特性及控制模式（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、开关电容DC-DC变换器的输出特性及控制模式（论文提纲范文）
（1）宽输入光储逆变器及其控制方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 光伏发电应用及光伏电池研究现状 |
| 1.3 光储逆变器研究现状 |
| 1.3.1 光储逆变器拓扑研究现状 |
| 1.3.2 光储逆变器控制策略研究现状 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 高增益DC/DC变换器 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 高增益DC/DC变换器工作原理及稳态分析 |
| 2.2.1 工作原理分析 |
| 2.2.2 稳态性能分析对比 |
| 2.3 DC/DC变换器拓扑结构的多级拓展 |
| 2.4 仿真分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 光储逆变器拓扑结构及原理分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 光储逆变器拓扑结构 |
| 3.3 工作原理分析 |
| 3.3.1 交错并联纹波分析 |
| 3.3.2 功率传输方式分析 |
| 3.4 光储逆变器拓扑仿真验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 光储逆变器系统控制方案设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 前级DC/DC变换器MPPT控制 |
| 4.2.1 光伏电池输出特性 |
| 4.2.2 光伏电池MPPT控制方法 |
| 4.3 后级DC/AC变换器模型预测控制 |
| 4.3.1 模型预测控制原理 |
| 4.3.2 光储逆变器模型预测控制 |
| 4.4 仿真验证 |
| 4.4.1 前级DC/DC变换器MPPT控制 |
| 4.4.2 后级DC/AC变换器模型预测控制 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 光储逆变器硬件平台设计与实验结果 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 光储逆变器硬件平台结构 |
| 5.3 硬件电路设计 |
| 5.4 实验结果与分析 |
| 5.4.1 前级DC/DC变换器MPPT控制实验验证 |
| 5.4.2 后级DC/AC变换器模型预测控制实验验证 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（2）电力机车碳化硅谐振直流变换器控制与保护研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 引言 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 辅助变流器用直流拓扑 |
| 1.2.2 碳化硅器件在轨道交通领域应用 |
| 1.2.3 新型直流变换器 |
| 1.2.4 直流变换器保护 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 2 谐振开关电容变换器基本原理与控制 |
| 2.1 拓扑与工作原理 |
| 2.1.1 RSCC拓扑 |
| 2.1.2 工作原理 |
| 2.2 PWM控制 |
| 2.2.1 运行原理 |
| 2.2.2 稳态模型 |
| 2.3 移相控制 |
| 2.3.1 运行原理 |
| 2.3.2 稳态模型 |
| 2.4 闭环控制策略 |
| 2.5 软开关分析 |
| 2.5.1 软开关原理 |
| 2.5.2 软开关的负载条件 |
| 2.5.3 频率优化控制 |
| 2.6 输出电压调节与谐振优化 |
| 2.6.1 工作模式分析 |
| 2.6.2 占空比优化策略 |
| 2.7 仿真验证 |
| 2.8 本章小结 |
| 3 RSCC保护控制研究 |
| 3.1 软起动策略研究 |
| 3.1.1 软起动策略 |
| 3.1.2 仿真验证 |
| 3.2 故障阻断策略研究 |
| 3.2.1 阻断策略分析 |
| 3.2.2 阻断延时分析 |
| 3.2.3 仿真验证 |
| 3.3 过载及短路保护研究 |
| 3.3.1 短路频率控制 |
| 3.3.2 短路PWM控制 |
| 3.3.3 短路综合控制 |
| 3.3.4 控制策略对比 |
| 3.3.5 仿真验证 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 级联能馈RSCC |
| 4.1 CREF系统结构 |
| 4.2 CREF系统工作原理 |
| 4.3 仿真验证 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 实验验证 |
| 5.1 实验样机及参数 |
| 5.2 控制策略验证 |
| 5.2.1 开环及移相控制对比验证 |
| 5.2.2 频率优化控制验证 |
| 5.2.3 电压调节特性验证 |
| 5.2.4 动态特性验证 |
| 5.3 额定功率测试 |
| 5.4 故障保护实验 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（3）燃料电池汽车用二次交错式DC-DC变换器的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景和意义 |
| 1.2 非隔离升压DC-DC变换器的研究现状 |
| 1.3 燃料电池汽车DC-DC变换器评价指标 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第2章 二次交错式DC-DC变换器拓扑结构设计 |
| 2.1 基于前后级通用结构的DC-DC变换器 |
| 2.2 二次交错式DC-DC变换器的拓扑结构及工作原理 |
| 2.2.1 所提变换器的拓扑结构 |
| 2.2.2 所提变换器的工作原理 |
| 2.3 所提变换器的稳态性能分析 |
| 2.3.1 电压增益的分析 |
| 2.3.2 器件电压应力的分析 |
| 2.3.3 器件的电流应力的分析 |
| 2.3.4 电容和电感的参数计算 |
| 2.3.5 输入电流纹波的分析 |
| 2.4 与其他结构对比分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 变换器的建模及控制器设计 |
| 3.1 变换器的动态建模 |
| 3.2 控制器的设计 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 硬件电路及软件程序设计 |
| 4.1 系统整体结构 |
| 4.2 硬件电路设计 |
| 4.2.1 主电路的设计 |
| 4.2.2 电压采样电路 |
| 4.2.3 驱动电路 |
| 4.2.4 辅助供电电路 |
| 4.3 软件程序设计 |
| 4.3.1 主程序的设计 |
| 4.3.2 中断程序设计 |
| 4.3.3 PI控制程序设计 |
| 4.3.4 软起动程序设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 变换器的仿真与实验结果分析 |
| 5.1 仿真及仿真结果分析 |
| 5.2 实验及实验结果分析 |
| 5.2.1 实验样机和实验平台搭建 |
| 5.2.2 稳态特性测试 |
| 5.2.3 动态特性测试 |
| 5.2.4 损耗分析及效率测试 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文及获得成果 |
| 致谢 |
（4）燃料电池汽车DC-DC变换器拓扑及故障诊断的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 DC-DC变换器国内外研究现状 |
| 1.2.1 DC-DC变换器研究现状 |
| 1.2.2 DC-DC变换器开关故障诊断研究现状 |
| 1.3 本文研究的主要内容 |
| 第2章 燃料电池汽车DC-DC变换器 |
| 2.1 变换器拓扑结构与工作原理分析 |
| 2.2 变换器工作性能分析 |
| 2.2.1 变换器电压增益分析 |
| 2.2.2 变换器器件应力分析 |
| 2.2.3 与其他变换器对比分析 |
| 2.3 变换器动态建模 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 DC-DC变换器故障诊断 |
| 3.1 故障诊断信号选择 |
| 3.2 故障诊断策略设计 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 变换器软硬件设计 |
| 4.1 主电路设计 |
| 4.1.1 电感和电容设计 |
| 4.1.2 功率器件选型 |
| 4.2 控制电路设计 |
| 4.2.1 电压采样电路设计 |
| 4.2.2 驱动电路设计 |
| 4.2.3 辅助电源设计 |
| 4.3 控制程序设计 |
| 4.4 变换器损耗分析 |
| 4.4.1 通态损耗分析 |
| 4.4.2 电感铁芯损耗分析 |
| 4.4.3 开关损耗分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 变换器仿真和实验验证 |
| 5.1 DC-DC变换器仿真验证 |
| 5.2 DC-DC变换器故障诊断仿真验证 |
| 5.3 DC-DC变换器实验验证 |
| 5.3.1 样机搭建 |
| 5.3.2 变换器性能分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文及获得成果 |
| 致谢 |
（5）高频谐振变换器的设计和控制关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| §1.1.课题研究背景 |
| §1.2.高频谐振变换器的研究现状 |
| §1.2.1.主电路拓扑结构 |
| §1.2.2.谐振网络类型 |
| §1.2.3.调制策略 |
| §1.3.存在的问题与论文的研究思路 |
| §1.4.本论文的研究内容 |
| §1.4.1.论文研究内容 |
| §1.4.2.论文结构 |
| 第2章 高频谐振变换器的控制和运行分析 |
| §2.1.引言 |
| §2.2.高频谐振变换器的控制 |
| §2.2.1.PWM调制策略 |
| §2.2.2.工作模式 |
| §2.3.高频谐振变换器的运行性能分析 |
| §2.4.仿真及实验验证 |
| §2.4.1.仿真分析 |
| §2.4.2.实验 |
| §2.5.本章小结 |
| 第3章 开关电容及其调谐控制 |
| §3.1.引言 |
| §3.2.开关电容 |
| §3.2.1.SCC电路结构和工作原理 |
| §3.2.2.SCC的等效容值 |
| §3.2.3.SCC的控制方法 |
| §3.3.SCC调谐控制的谐振变换器设计和分析 |
| §3.3.1.SCC调谐控制谐振变换器的拓扑结构 |
| §3.3.2.工作原理及稳态分析 |
| §3.3.3.ZVS运行条件及控制策略 |
| §3.4.仿真与实验验证 |
| §3.4.1.仿真验证 |
| §3.4.2.实验样机 |
| §3.4.3.实验结果 |
| §3.5.本章小结 |
| 第4章 双SCC调谐控制的谐振变换器 |
| §4.1.引言 |
| §4.2.双SCC调谐控制 |
| §4.2.1.拓扑结构 |
| §4.2.2.系统稳态建模 |
| §4.3.控制策略 |
| §4.3.1.最优AVC控制 |
| §4.3.2.SCC调谐控制 |
| §4.3.3.互感估计 |
| §4.4.仿真及实验 |
| §4.4.1.仿真分析 |
| §4.4.2.实验样机 |
| §4.4.3.实验结果 |
| §4.5.本章小结 |
| 第5章 可变电感及其调谐控制 |
| §5.1.引言 |
| §5.2.可变电感 |
| §5.2.1.电磁基本概念 |
| §5.2.2.VI的结构和工作原理 |
| §5.2.3.VI的磁阻模型 |
| §5.3.VI调谐控制的谐振变换器分析 |
| §5.3.1.VI调谐控制的串联谐振变换器 |
| §5.3.2.VI调谐控制的并联谐振变换器 |
| §5.3.3.仿真分析 |
| §5.4.WPT系统的VI调谐控制谐振变换器 |
| §5.4.1.拓扑结构 |
| §5.4.2.稳态系统分析 |
| §5.4.3.VI调谐控制策略 |
| §5.5.实验验证 |
| §5.5.1.实验样机 |
| §5.5.2.实验结果 |
| §5.6.谐振变换器的调谐控制技术比较 |
| §5.6.1.电压增益调节范围 |
| §5.6.2.拓扑与控制复杂度 |
| §5.7.本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| §6.1.全文总结 |
| §6.2.课题展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间的学术成果 |
| 致谢 |
（7）基于碳化硅器件的推挽型DC/DC变换器性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 传统功率器件发展状况 |
| 1.2.1 传统功率器件的发展 |
| 1.2.2 传统功率器件的应用 |
| 1.3 碳化硅功率器件研究现状 |
| 1.3.1 碳化硅功率器件的研究 |
| 1.3.2 碳化硅功率器件的应用 |
| 1.4 隔离型DC/DC变换器研究现状 |
| 1.4.1 隔离型单向DC/DC变换器 |
| 1.4.2 隔离型双向DC/DC变换器 |
| 1.5 本文的主要研究内容 |
| 第2章 推挽型隔离双向DC/DC变换器 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 工作原理分析 |
| 2.2.1 拓扑基本概述 |
| 2.2.2 变换器工作原理分析 |
| 2.3 软开关实现条件分析 |
| 2.3.1 工作模式划分 |
| 2.3.2 A+模式软开关分析 |
| 2.3.3 B+模式软开关分析 |
| 2.3.4 B-模式软开关分析 |
| 2.3.5 C+模式软开关分析 |
| 2.3.6 软开关实现程度分析 |
| 2.4 功率传输分析 |
| 2.4.1 传输电感电流分析 |
| 2.4.2 传输功率分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 SiC MOSFET的特性分析及测试 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 静态特性分析 |
| 3.2.1 C-V特性分析 |
| 3.2.2 输出特性分析 |
| 3.2.3 转移特性分析 |
| 3.2.4 通态电阻与栅源电压关系分析 |
| 3.2.5 其他参数及特性分析 |
| 3.3 动态特性分析 |
| 3.3.1 双脉冲测试电路原理分析 |
| 3.3.2 双脉冲测试电路设计 |
| 3.3.3 动态特性实验分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 SiC和 Si推挽型DC/DC变换器损耗分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 损耗原理分析 |
| 4.2.1 开通过程分析 |
| 4.2.2 关断过程分析 |
| 4.3 仿真参数设计 |
| 4.3.1 升压电感的设计 |
| 4.3.2 传输电感的设计 |
| 4.4 仿真结果分析 |
| 4.4.1 整体仿真分析 |
| 4.4.2 全周期软开关仿真分析 |
| 4.4.3 寄生电容对软开关影响仿真分析 |
| 4.4.4 传输功率对开关器件软开关影响仿真分析 |
| 4.4.5 开关时间与开关损耗分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 系统实验设计与分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 变换器主电路设计 |
| 5.2.1 升压电感设计 |
| 5.2.2 变压器设计 |
| 5.2.3 传输电感设计 |
| 5.3 变换器驱动电路设计 |
| 5.3.1 改进型信号放大电路设计 |
| 5.3.2 过流保护电路设计 |
| 5.3.3 钳位电路设计 |
| 5.3.4 驱动芯片外围电路设计 |
| 5.4 系统实验分析 |
| 5.4.1 整体实验分析 |
| 5.4.2 驱动脉冲分析 |
| 5.4.3 软开关分析 |
| 5.4.4 损耗与效率分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
（8）伪连续导电模式交错并联Boost变换器研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 论文的选题背景及选题意义 |
| 1.2 交错并联Boost变换器概述 |
| 1.3 伪连续导电模式(PCCM)变换器概述 |
| 1.4 本文的主要工作 |
| 第二章 PCCM Boost变换器 |
| 2.1 工作模态分析 |
| 2.2 直流稳态分析 |
| 2.3 状态空间平均等效模型 |
| 2.4 工作性能分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 PCCM交错并联Boost变换器 |
| 3.1 系统结构 |
| 3.2 工作模态分析 |
| 3.3 直流稳态分析 |
| 3.4 状态空间平均等效模型 |
| 3.5 频域分析 |
| 3.6 效率分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 控制策略分析 |
| 4.1 控制方法 |
| 4.2 DRC控制策略 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 PCCM交错并联Boost变换器仿真分析 |
| 5.1 开环特性对比 |
| 5.2 DRC控制策略仿真 |
| 5.2.1 CRC控制方法 |
| 5.2.2 DRC控制方法 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 实验设计 |
| 6.1 实验电路设计 |
| 6.1.1 电流采样电路设计 |
| 6.1.2 功率开关管驱动电路 |
| 6.1.3 芯片供电电路设计 |
| 6.2 PCB绘制 |
| 6.3 实验 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（9）耦合电感倍压单元高增益直流变换器研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 高增益DC-DC变换器研究现状 |
| 1.3 论文研究的主要内容 |
| 2 耦合电感倍压单元Boost变换器 |
| 2.1 耦合电感倍压单元 |
| 2.2 异级CLC耦合电感倍压单元Boost变换器 |
| 2.3 异级CLC耦合电感倍压单元双Boost变换器 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 带钳位电容的异级耦合电感倍压单元Boost变换器 |
| 3.1 带钳位电容的异级型耦合电感倍压单元Boost变换器拓扑结构 |
| 3.2 钳位于地的异级CLC耦合电感倍压单元Boost变换器 |
| 3.3 钳位于地的异级CLC耦合电感倍压单元双Boost变换器 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 变换器硬件电路设计 |
| 4.1 耦合电感设计 |
| 4.2 控制电路设计 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 实验验证 |
| 5.1 异级CLC耦合电感倍压单元Boost变换实验 |
| 5.2 钳位于地的异级CLC耦合电感倍压单元Boost变换器实验 |
| 5.3 本章小节 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（10）具有中心抽头电感的Boost直流变换器（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究的目的和意义 |
| 1.1.1 课题研究背景 |
| 1.1.2 高增益Boost直流变换器研究意义 |
| 1.2 高增益Boost直流变换器的研究现状 |
| 1.2.1 传统Boost直流变换器 |
| 1.2.2 交错并联型Boost直流变换器 |
| 1.2.3 三电平型Boost直流变换器 |
| 1.2.4 级联型Boost直流变换器 |
| 1.2.5 开关单元Boost直流变换器 |
| 1.2.6 具有中心抽头电感的Boost直流变换器 |
| 1.3 非隔离型高增益Boost直流变换器研究方向 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第二章 中心抽头电感在Boost直流变换器中的应用 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 中心抽头电感 |
| 2.3 基本中心抽头电感Boost直流变换器 |
| 2.3.1 直流变换器工作原理 |
| 2.3.2 开关器件应力分析 |
| 2.4 具有中心抽头电感的Flyback-Boost直流变换器 |
| 2.5 交错并联中心抽头电感Boost直流变换器 |
| 2.6 具有箝位电路的中心抽头电感Boost直流变换器 |
| 2.6.1 无源箝位中心抽头电感Boost直流变换器 |
| 2.6.2 具有缓冲电路的中心抽头电感Boost直流变换器 |
| 2.7 具有中心抽头电感的开关电容单元Boost直流变换器 |
| 2.8 本章小结 |
| 第三章 新型具有中心抽头电感的Boost直流变换器 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 新型具有中心抽头电感Boost直流变换器 |
| 3.3 新型Boost直流变换器电压增益 |
| 3.4 功率元件应力分析 |
| 3.4.1 电压应力 |
| 3.4.2 电流应力分析 |
| 3.5 仿真实验 |
| 3.6 具有中心抽头电感有源箝位的Boost直流变换器 |
| 3.6.1 电路工作原理分析 |
| 3.6.2 仿真实验 |
| 3.6.3 发电系统仿真实验 |
| 3.7 光伏发电系统MPPT控制 |
| 3.7.1 光伏电池的特性 |
| 3.7.2 MPPT控制技术 |
| 3.7.3 具有新型Boost直流变换器的光伏发电系统仿真 |
| 3.8 拓扑演变 |
| 3.8.1 工作原理分析 |
| 3.8.2 Boost直流变换器电压增益 |
| 3.8.3 功率元件应力分析 |
| 3.9 本章小结 |
| 第四章 拓扑结构的控制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 建立数学模型 |
| 4.2.1 建立Boost直流变换器的等效平均模型 |
| 4.2.2 建立小信号交流模型 |
| 4.3 Boost直流变换器的闭环设计 |
| 4.3.1 电压环闭环设计 |
| 4.3.2 电压电流双环闭环设计 |
| 4.4 智能控制 |
| 4.4.1 BP-PID控制器 |
| 4.4.2 仿真结果 |
| 4.5 新型具有中心抽头电感的Boost直流变换器的电路设计 |
| 4.5.1 中心抽头电感的参数选择 |
| 4.5.2 电容的选择 |
| 4.5.3 二极管的选择 |
| 4.5.4 开关管的选择 |
| 4.5.5 硬件电路设计 |
| 4.5.6 实验结果 |
| 4.6 Boost直流变换器的损耗计算 |
| 4.6.1 开关管损耗计算 |
| 4.6.2 二极管损耗计算 |
| 4.6.3 电容损耗计算 |
| 4.6.4 中心抽头电感损耗计算 |
| 4.6.5 Boost直流变换器效率 |
| 4.7 本章小结 |
| 总结和展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
| 致谢 |
四、开关电容DC-DC变换器的输出特性及控制模式（论文参考文献）
- [1]宽输入光储逆变器及其控制方法研究[D]. 陈栋. 哈尔滨工业大学, 2021
- [2]电力机车碳化硅谐振直流变换器控制与保护研究[D]. 闫成章. 北京交通大学, 2021(02)
- [3]燃料电池汽车用二次交错式DC-DC变换器的研究[D]. 刘郑心. 哈尔滨理工大学, 2021(09)
- [4]燃料电池汽车DC-DC变换器拓扑及故障诊断的研究[D]. 付俊. 哈尔滨理工大学, 2021(09)
- [5]高频谐振变换器的设计和控制关键技术研究[D]. 赵进. 东南大学, 2021(02)
- [6]一种基于SiC器件的谐振开关电容变换器[J]. 温飘,杨晓峰,闫成章,郑琼林,五十岚征辉,高久拓. 中国电机工程学报, 2020(24)
- [7]基于碳化硅器件的推挽型DC/DC变换器性能研究[D]. 冯建兴. 燕山大学, 2020(01)
- [8]伪连续导电模式交错并联Boost变换器研究[D]. 刘林凯. 北方工业大学, 2020(02)
- [9]耦合电感倍压单元高增益直流变换器研究[D]. 刘飞扬. 辽宁工程技术大学, 2020(02)
- [10]具有中心抽头电感的Boost直流变换器[D]. 樊晓莉. 青岛大学, 2020(01)