直流微網(wǎng)中雙向DC-DC變換器的研究.pdf

1、揚(yáng)州大學(xué)碩士學(xué)位論文直流微網(wǎng)中雙向DC／DC變換器的研究(申請(qǐng)碩士學(xué)位)胡舒陽(yáng)指導(dǎo)教師：史旺旺副教授揚(yáng)州大學(xué)中華人民共和國(guó)，揚(yáng)州2013年6月摘要(Abstract)摘要隨著世界能源危機(jī)的加劇，新能源作為無(wú)污染可再生的綠色能源，它的開(kāi)發(fā)與利用愈來(lái)愈受青睞。伴隨著新能源的開(kāi)發(fā)利用和新技術(shù)的應(yīng)用，直流微網(wǎng)也越來(lái)越受到重視。雙向DC／DC變換器(BidirectionalDC／DCConveNer，BDC)是可雙象限運(yùn)行的DC／DC變換器。該

2、變換器能夠根據(jù)實(shí)際需要調(diào)節(jié)能量的流動(dòng)方向，在功能上相當(dāng)于兩個(gè)單向DC／DC變換器。儲(chǔ)能在微電網(wǎng)中的應(yīng)用可概括為提供短時(shí)供電、改善電能質(zhì)量、用于能量緩沖、優(yōu)化微型電源的運(yùn)行，以及提高微電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)效益等。蓄電池作為一種高效、環(huán)保、實(shí)用的能量存儲(chǔ)裝置，作為短期儲(chǔ)能裝置是一種理想的選擇。雙向DC／DC變換器在蓄電池的充放電過(guò)程中起著相當(dāng)重要的作用，因而有著重要的研究?jī)r(jià)值。本文首先介紹了直流微網(wǎng)的現(xiàn)狀與發(fā)展，雙向DC／DC變換器的特點(diǎn)和發(fā)展以及拓

3、撲研究。然后，對(duì)于本文選取的移相式全橋雙向DC／DC拓?fù)涞墓ぷ髂Ｊ竭M(jìn)行了詳細(xì)的分析，并給出傳輸功率的推導(dǎo)過(guò)程，理論上論證了其實(shí)現(xiàn)能量雙向流動(dòng)的可能性，并分析了直流偏磁的抑制方法。利用PSIM搭建了一臺(tái)2KW的雙向DC／DC變換器，并得出仿真過(guò)程及仿真波形。因PSIM仿真軟件中無(wú)專(zhuān)用仿真模塊，本文搭建了專(zhuān)門(mén)的移相模塊。偏磁抑制方面，提出了微調(diào)占空比的偏磁數(shù)字抑制方法，給出了DSP中的移相方法，調(diào)試出的波形驗(yàn)證了這方法的可行性。硬件電路方面

4、，給出基于TMS320F28335的雙向DC／DC變換器實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。蓄電池部分、雙向DC／DC變換器、Zigbee無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)通訊和監(jiān)控軟件。其中雙向DC／DC變換器由以下四部分組成：(1)雙向DC／DC變換器調(diào)理板(各種信號(hào)調(diào)理電路、濾波電路、繼電器電路、保護(hù)電路、串行通信電路以及人機(jī)接口電路等)；(2)雙向DC／DC變換器驅(qū)動(dòng)板(強(qiáng)電板，包括IGBT、MOSFET及其驅(qū)動(dòng)電路、電壓電流傳感器電路、600V直流母線(xiàn)等強(qiáng)電端子以及外接變

5、壓器、電感端子)；(3)12路隔離型開(kāi)關(guān)電源一塊，該電源輸出穩(wěn)定；(4)基于TMS320F28335DSP的最小系統(tǒng)，只包含DSP工作必須電路，體積小，具有通用性強(qiáng)和應(yīng)用靈活等特點(diǎn)。軟件設(shè)計(jì)方面，基于TMS320F28335最小系統(tǒng)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了定時(shí)器，I／O中斷、SCI、PWM、移相、LCD液晶顯示以及串行通訊等程序，并調(diào)試成功。利用PI雙閉環(huán)控制程序?qū)π铍姵貙?shí)現(xiàn)充放電模式轉(zhuǎn)換并成功控制輸出電壓穩(wěn)定在600V。關(guān)鍵詞：雙向DC／DC變