一种用于新能源发电系统的四端口直流变换器研究

摘要

随着电力电子技术的发展，新能源发电的应用也越来越广泛。新能源发电系统一般由发电、储能还有用电等设备组成，有效的解决能源危机和环境污染问题。本文研究一种用于新能源发电系统的四端口直流变换器，且具有效率高、功率密度高等方面的优点。 本文首先介绍多端口变换器国内外研究现状，列出了四种传统三端口直流变换器的拓扑及其工作原理。其中以全桥三端口变换器为例，概述了其工作原理和优缺点。重点介绍本文研究的四端口直流变换器，该变换器是通过将非隔离型的Buck-boost变换器与隔离型的全桥变换器集成到一起，实现了原边开关管的复用，开关器件数目减少，功率密度和变换效率也得到提高。为了更进一步研究该变换器，通过对主电路工作原理进行详细分析，基于伏秒平衡原理，推导出变换器输入输出关系表达式，分析了变压器原边开关管零电压实现条件。其次，本文采用电压电流双闭环控制系统，设计了电流内环和电压外环补偿网络，详细介绍了UC3875芯片的移相控制策略的工作原理和芯片外围电路设计。最后本文使用最常用的电源仿真软件Saber，基于UC3875芯片的PWM移相控制，对四端口直流变换器的双闭环控制系统进行了电路建模和仿真分析，仿真结果证明了该四端口直流变换器及其控制方法的可行性和有效性。

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