双向直流变换器开题报告

1、城南学院毕业设计报告主题：双向直流变换器课题类别：设计论文学生名称：刘岳勤学号： 201197250125班：工电1101班专业(全称):工业电气自动化指导教师：刘铮2014年12月1 .本课题的设计(研究)的目的：(1)通过本毕业设计，培养独立查阅文献资料的能力、自学能力，学习和掌握解决问题的基本方法和程序(2)收集相关教材、论文和标准，掌握双向直流变换器的拓扑、基本原理、控制系统的工作原理(3)设计小功率的DC/DC电路，并完成PWM控制方法和PI闭环控制的设计(利用MATLAB完成小功率双向直流变换器的仿真实验(5)写好的开题报告书和毕业设计论文必须符合规范要求，遵守毕业设计期间纪律要求

2、，在期限内确保质量保证量，完成各阶段的任务(6)写毕业论文，阐述了双直流变换器的拓扑结构、基本原理和控制系统设计方案，说明了双直流变换器的基本结构、实现方案和仿真结果2、设计(研究)的现状和发展趋势(文献综述):20世纪80年代初期，由于人造卫星太阳电源系统体积和重量大，美国学者提出用双向Buck/Boost直流变换器代替现有充电器，实现总线电压的稳定化。 随后发表了在人造卫星上应用电池调节器的系统研究，并应用于实体。1994年，香港大学陈清泉教授将双向直流变换器应用于电动汽车。 同年，ECaricchi等人教授成功地将20kw水冷式双向直流变换器应用于电动汽车的驱动，由于直流变换器的输入输出

3、电压极性相反，不适合电动汽车，提出了Buck-Boost级联型双向直流变换器。 1998年，美国弗吉尼亚州大学原教授李泽开始研究双向直流变换器在燃料电池中的应用。1994年，澳大利亚Felix A.Himmelstoss发表论文，总结了不隔离双向直流变换器的拓扑结构。 他在单管直流转换器的开关管上连接了反并联二极管，在二极管上连接了反并联开关管，构成了未隔离的4种双向直流转换器、Buck-Boost、Buck/Boost、Cuk和Sepi-Zeta双向直流转换器。绝缘双向直流变换器有正励磁、逆励磁、推挽、桥等拓扑结构。反激式变换器是基于Buck/Boost直流变换器设计的，电路结构对称，相比之

4、下更容易构成双向直流变换器。 但是，普通的反激变换器容易发生电压尖峰和振荡，2001年陈刚博士提出了一种有源嵌入式双向反激变换器，有效地消除了电压尖峰和振荡，实现了开关管的零电流开关，实现了开关de推挽式变换器也具有对称的电路结构，结构简单，但有变换器的偏磁和漏感，限制了变换器的应用。 因此，也有学者认为在输入输出电压的差大的情况下，可以应用由推挽转换器和半桥转换器构成的混合转换器。桥式直流变换器有两种电路。 一个是双有源变换器，电路结构对称，通过控制相位角控制两个直流电源之间的能量传输方向和大小。另一个由电压源型桥直流变换器和电流源直流变换器构成，这两个电路具有软开关特性。双向直流/直流转换

5、器主要应用于电动汽车、太阳能电池阵列、不间断电源(UPS )、分布式发电站等。2001年浙江大学陈刚博士基于双向反冲式直流变换器提出了一种有源钳位双向反冲式直流变换器，变压器原来的副边钳位电路的引入，消除了普通反冲变换器中的电压峰值和振动，实现了所有开关管的零电流开关虽然复合有源钳位电路实现了软开关并对断开电压的峰值进行钳位，但引入了钳位电容Cc，单独装置的电压增益为Vcc，Vcc为钳位电容上的电压。 推挽式直流变换器也有对称的电路结构，有的学者在1989年提出了双向推挽式直流变换器的电路。 推挽变换器的结构虽然简单，但变压器的偏磁和漏磁限制了该变换器的应用。 在输入输出电压差大的情况下，发展

6、了组合推挽转换器和半桥转换器的混合转换器。2004年南京航空宇宙大学张方华博士对推挽正激移相式双向DC-DC变换器、级联式双向DC-DC变换器、正反激组合式双向DC-DC变换器进行了深入研究3 .设计内容设计一种小功率双向DC-DC转换器。 该转换器由以下三部分组成(1)主电路降压电路采用移相PWM-ZVZCS的桥接功率转换电路，升压部分采用新型软开关推挽式升压功率转换电路(2)控制电路由A/D采样控制模块、数字PID控制模块、数字PWM控制模块构成(3)其他辅助电路包括电压电流采样电路、保护电路、A/D转换电路、驱动电路、辅助电源电路、无源水晶振动电路、规定的信号输入电路。四研究的重点、难点

7、和方法一)研究重点(1)升压电路、降压电路中开关功率管软件开关的实现(基于FPGA的控制电路的设计(3)控制电路各模块的编译模拟。2 )研究的难点(1)降压控制模块移动相位控制模块的设计，如何用设计变量改变提前臂和延迟臂的相移角(2)数字PWM控制模块的设计、编译、仿真(利用FPGA实现数字PID调整的方法。3 )研究方法在互联网上或学校图书馆的中文数据库中查找关于双向DC-DC转换器和FPGA的文献资料，通过各文献资料的比较来确定主电路的拓扑结构，明确设计参数，理解主电路的大致构想后，决定控制电路的模块构成， 用结合VHDL语言和电路图输入的方法对模块进行了编译、仿真、管脚锁定、配置文件下载

8、等步骤后，最后与主电路和一些辅助电路结合，最终完成了系统整体的设计。4设计(研究)进展计划：13周：毕业实习45周：查阅和收集文献和资料6-7周：外语翻译，做开题报告8-9周：提出设计的思路和建议论10-12周：系统硬件的设计3-14周：系统软件设计15-16周：检查修改文件、调试程序、打印论文十七周：毕业答辩5参考文献：1基于刘晓艳. FPGA的高频PWM开关电源控制器设计D .江苏大学硕士学位论文，2009，6，62陈冲.新型软开关双向DC-DC变换器D .合肥工业大学硕士学位论文，2007，5，53黄俊，王兆安.电力电子技术M .北京：机械工业出版社，20084凌俊杰.新型零电压、零电流全桥PWMDC-DC转换器的开发D .江苏大学硕士学位论文，2005，6，65庄元明.双向全桥DC-DC转换器研究D .南京师范大学硕士学位论文，2007，4，46吴金桥.车载电源双向DC-DC变换器的研究D .合肥工业硕士学位论文，2006，117方如举.新型双向DC-DC转换器的研究D .合肥工业大学硕士学位论文，2006，4，48张占松，蔡宣三.开关电源的原理和设计M .北京：电子工业出版社，19999曲学基、王放大、曲敬铠.新编高频开关稳压电源M .北京：电子工业出版社，200510基于常柱梁. FPGA的数字PWM控制器开发D .西安科技大学