高效率蓄电池放电调节器的研究

摘要

近些年来，可再生能源越来越多的受到人们的重视，蓄电池是目前广泛应用于可再生能源发电系统的储能装置。作为可再生能源发电中必不可少的环节，蓄电池放电调节器的研究对可再生能源的利用发展具有重要的意义。本课题研究设计了一种蓄电池放电调节器及其控制方案，在实际应用过程中可以实现蓄电池与母线之间的高质量电能转换。
　　本文分析了几种常用于蓄电池放电的DC-DC变换器，经过对比从中选出一种最为合适的变换器进行研究。详细分析了变换器的理想状态下的工作原理，并通过仿真实验加以验证。根据工作原理制作了实际的变换器并给出了设计过程。该变换器实现了宽范围低压输入，恒定高压输出，从轻载到额定负载均给出了相应的实验结果。
　　详细分析了磁性元件对变换器的影响，并计算了不同型号磁芯对应电路的工作效率。针对该变换器工作过程中开关两端电压尖峰大的问题使用了吸收电路，实验结果表明该电路有很显著的抑制电压尖峰的效果。
　　针对输入电流纹波分析设计了输入阻尼滤波器，对其频域模型进行了比较分析，实验结果证明该输入滤波器可以有效地地对输入电流进行滤波。该变换器在控制方式上选择了平均电流控制模式，即提高了动态响应速度，又保证了工作的可靠性。结合实际电路的要求设计了电流镜采样电路、三角波发生电路、死区电路和驱动电路进行了分析设计，并通过实验对各电路的基本功能进行了验证。
　　本课题通过仿真实验和实际电路试验均验证了该变换器的可行性，在输入电压和负载发生变化时，整个系统的输出电压是稳定的，各方面性能能够满足技术指标提出的要求。

目录

高效率蓄电池放电调节器的研究

RESEACH OF HIGH EFFICIENCY BATTERY DISCHARGE REGULATOR

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 研究的目的和意义

1.2 国内外发展现状

1.2.1 新能源发电概述

1.2.2 储能技术概况

1.2.3 升压变换器发展概况

1.3 主要研究内容

第2章 主拓扑的研究及选择

2.1 引言

2.2 放电调节器的拓扑结构选择

2.2.1 boost变换器拓扑分析

2.2.2 super boost变换器拓扑分析

2.2.3 weinberg变换器拓扑分析

2.3 放电调节器的主拓扑分析及参数设计

2.3.1 理想工作状态

2.3.2 寄生参数的影响

2.4 本章小结

第3章 放电调节器控制电路的研究

3.1 引言

3.2 控制方式

3.2.1 电压型控制方式

3.2.2 峰值电流型控制方式

3.2.3 平均电流型控制方式

3.2.4 控制环路研究

3.3 三角波电路及电流采样电路设计

3.3.1 三角波电路设计

3.3.2 电流采样电路设计

3.4 死区电路及驱动电路设计

3.4.1 死区电路设计

3.4.2 驱动电路设计

3.5本章小结

第4章 放电调节器仿真分析

4.1 引言

4.2 放电调节器saber仿真分析

4.3 输入滤波器

4.4 互感器和变压器对性能的影响

4.5 损耗分析

4.6 本章小结

第5章 放电调节器实验分析

5.1 引言

5.2 放电调节器实验分析

5.3 吸收电路

5.4 效率测试

5.5 本章小结

结论

参考文献

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致谢