【摘 要】
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不管是在当前的分布式能源接入电网的应用当中还是在分布式电源的商业化进程中,DC/DC变换器是其中最为关键的核心结构。而在高压的DC/DC变换器的应用场景当中,模块化级联的H桥结构较好地缓解了半导体开关的耐压问题,但是H桥子模块的直流电压可能出现的不均衡情况又成为了需要解决的新问题,现有的解决方案是加控制回路来控制电压以实现平衡。但是随着级联模块的增多,电压平衡问题会更加突出,现有的文献提出的多绕组
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不管是在当前的分布式能源接入电网的应用当中还是在分布式电源的商业化进程中,DC/DC变换器是其中最为关键的核心结构。而在高压的DC/DC变换器的应用场景当中,模块化级联的H桥结构较好地缓解了半导体开关的耐压问题,但是H桥子模块的直流电压可能出现的不均衡情况又成为了需要解决的新问题,现有的解决方案是加控制回路来控制电压以实现平衡。但是随着级联模块的增多,电压平衡问题会更加突出,现有的文献提出的多绕组变压器会变得更加难以制造和安装。本文研究的一种新型的多分支隔离变压器,既可以解决子模块的电压不均衡问题,并且在具有更多模块的场景中实用性更佳。现有文献基础上,本文提出的多分支变压器具有多个分支绕组对接多个级联子模块,一个中心绕组对接一个输出整流模块。针对子模块直流电压不均衡的问题,本文提出的平衡绕组能够高效实现电压自平衡。本文通过有限元分析验证了环形磁芯相对于U型磁芯的优越性,设计的变压器分别在具有2,4个级联模块的场景中通过了测试。在DC/DC变化器拓扑的选择上,本文采用的是LLC谐振变换器,通过对控制回路中的各个单元进行了建模,得出了未补偿前的回路增益,在频域设计的角度上,本文也给出了其补偿器的设计方法。在最后的实验中,本文首先验证了平衡绕组的可行性和优越性,然后验证了在使用了平衡绕组的情况下的电压控制回路在出现动态扰动情况下的可靠性。最后的实验结果证明了平衡绕组具有快速高效的平衡能力,设计的变压器能够正常工作,控制回路的控制效果也十分可靠。
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