应用于微型分布式风力发电系统中的LLC谐振变换器的研究

摘要

本文以新能源中风能的利用为研究背景，以微型分布式风力发电系统中的直流模块为研究对象。通过对文献的大量阅读，了解宽范围的DC/DC变换器的研究现状，针对微型分布式风力发电系统的特点给出了LLC谐振变换器作为其直流模块的设计方案。
　　首先通过对LLC谐振变换器原边开关管实现软开关的条件进行分析，提出了一种能够满足全范围满载实现ZVS的LLC励磁电感优化设计方法，并结合增益特性利用仿真手段完成谐振电感与电容设计优化变换器效率。给出了电路关键参数的选型与设计，分析了电路损耗，并制作一台300VA全桥升压型LLC样机完成实验验证。
　　对于LLC闭环设计，LLC的小信号分析是必不可少的，本文采用了扩展描述函数建立了完全谐振点处LLC的小信号模型，最后通过比较分析以及实验验证了模型建立的准确性。
　　针对LLC谐振变换器在微型分布式风力发电系统中的应用，本文给出了详细以全桥倍压型LLC为拓扑结构的设计方案。讨论了包含最大功率跟踪MPPT控制在内的系统DSP数字化控制策略;给出了软启动策略、风机电子刹车系统在内的系统软硬件保护的解决方案，并最终根据风力发电HUB项目要求制作一台500VA的样机以验证系统方案设计的可行性。
　　最后对本课题进行了总结与进一步的展望。

目录

声明

致谢

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究目的与意义

1．2 课题研究现状

1．3 课题研究内容

第2章 LLC谐振变换器设计与优化

2．1 LLC谐振变换器的基本原理与特性

2．2 LLC参数设计与优化

2．3 关键器件选型与设计

2．4 损耗分析

2．5 仿真分析

2．6 实验验证

2．7 本章小结

第3章 LLC小信号分析

3．1 扩展描述函数法原理

3．2 LLC小信号建模

3．3 LLC补偿网络设计

3．4 参数设计及实验结果

3．5 本章小结

第4章 微型分布式风力发电系统中LLC谐振变换器设计

4．1 适合高压输出的LLC

4．2 LLC的数字化控制策略

4．3 系统保护

4．4 实验验证

4．5 样机照片

4．6 本章小结

第5章 总结与展望

5．1 总结

5．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间所发表的论文