降壓型有源電容變換器研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，能源問(wèn)題日益突顯，解決思路主要在于“開(kāi)源”與“節(jié)流”兩個(gè)方面?！伴_(kāi)源”主要是指大力發(fā)展以風(fēng)電、光伏發(fā)電等為代表的新能源發(fā)電技術(shù)；“節(jié)流”則主要是指大力發(fā)展電動(dòng)汽車、LED照明等為代表的能源高效利用技術(shù)。在上述“開(kāi)源”及“節(jié)流”系統(tǒng)中，電力電子變換裝置是必不可少的關(guān)鍵設(shè)備，如整流器、并網(wǎng)逆變器等。由于整流器、并網(wǎng)逆變器的輸入輸出瞬時(shí)功率不相等，內(nèi)部一般采用大容量電解電容實(shí)現(xiàn)功率平衡。然而，電解電容存在壽命短、故障率

2、高等固有缺陷，是提高整個(gè)變換裝置可靠性、延長(zhǎng)實(shí)際壽命的瓶頸。為此，本論文主要研究降壓型有源電容變換器（ActiveCapacitorConverter,ACC）來(lái)替代電解電容完成平衡輸入輸出瞬時(shí)功率的任務(wù)，從而提高電力電子裝置的可靠性并延長(zhǎng)實(shí)際壽命，具有重要的理論及實(shí)用價(jià)值，具體研究?jī)?nèi)容及取得的成果如下：
　　首先，論述了現(xiàn)有光伏并網(wǎng)逆變器、電動(dòng)汽車車載充放電機(jī)、LED驅(qū)動(dòng)電源等電力電子裝置中采用無(wú)電解電容方案的意義及必要性，綜述

3、了現(xiàn)有無(wú)電解電容方案的實(shí)現(xiàn)思路、主電路拓?fù)浼翱刂撇呗浴?br>　　其次，提出了有源電容變換器的概念，其拓?fù)湓陔p向DC/DC變換器基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，根據(jù)變換器的工作目的提出了雙閉環(huán)控制策略，電壓外環(huán)實(shí)現(xiàn)輸出穩(wěn)壓，電流內(nèi)環(huán)控制輸入電流滿足電容的電壓電流微分關(guān)系，電流內(nèi)環(huán)參考為電壓外環(huán)輸出與輸入側(cè)非電解電容電流之和，從而實(shí)現(xiàn)容量固定的有源電容。
　　再次，詳細(xì)分析了ACC的工作原理，在此基礎(chǔ)上，完成了主電路及控制電路參數(shù)的定量設(shè)計(jì)。主電

4、路參數(shù)設(shè)計(jì)包括ACC內(nèi)部各電容、電感參數(shù)，各開(kāi)關(guān)器件電壓、電流應(yīng)力和其它相關(guān)電量的定量解析；在控制電路參數(shù)設(shè)計(jì)方面，首先建立了ACC的小信號(hào)模型，包括開(kāi)關(guān)周期小信號(hào)模型及半工頻周期小信號(hào)模型，然后，分別根據(jù)開(kāi)關(guān)周期小信號(hào)模型及半工頻周期小信號(hào)模型完成了電流內(nèi)環(huán)和電壓外環(huán)補(bǔ)償器的參數(shù)設(shè)計(jì)。
　　最后，以電動(dòng)汽車車載充放電機(jī)為應(yīng)用對(duì)象，根據(jù)上述主電路及控制環(huán)路設(shè)計(jì)方法，完成了具體補(bǔ)償器構(gòu)建和參數(shù)設(shè)計(jì)。使用Matlab軟件中Simuli