電力電子變壓器中帶隔離環(huán)節(jié)的DC-DC變換器的研究.pdf

1、隨著電力電子變流技術在電網中的應用，一種新型的智能化變壓器——電力電子變壓器(Power Electronic Transformer，PET)受到越來越多的關注。與傳統(tǒng)的變壓器相比，電力電子變壓器有很多優(yōu)點，具備功率密度高、可控性好、智能化和兼容性強的特點，對于改善電網質量，建設數字電網和綠色電網具有重要的意義。
　　PET目前廣泛采用的是輸入級、中間隔離級和輸出級的三級拓撲結構。輸入級采用的是三相PWM整流器，不僅能將三相電網

2、的交流電整流成直流電，還可控制輸入電流保持為正弦波且功率因數是可調的;輸出級采用的是三相逆變器，將直流電逆變?yōu)樗桀l率及幅值的三相對稱交流電壓;中間級采用的是隔離型的雙向全橋DC/DC變換器，不僅傳輸功率和能量，還有電壓等級變換以及電氣隔離的作用，是PET的關鍵部分，也是重點研究部分。
　　隔離型雙向DC/DC變換器，主要包括全橋逆變器、全橋整流器、中高頻變壓器以及輸出濾波電路幾個部分。采用兩個頻率相同、相位不同、占空比都為50％

3、的方波電壓信號進行控制。以LC諧振式雙向DC/DC變換器為例，針對電路結構建立了數學模型，在此基礎上，對DC/DC變換器傳輸的功率包括有功功率和無功功率進行公式推導，得出LC諧振式DC/DC變換器的功率傳輸特性，進而分析移相角、諧振頻率以及開關頻率等諸多參數對于功率傳輸特性的不同影響。而無LC諧振的DC/DC變換器可以看作是LC諧振式DC/DC變換器的特例，因此在LC諧振式DC/DC變換器公式推導的基礎上稍作處理，即得到無LC諧振的DC

4、/DC變換器的功率傳輸公式并分析了功率傳輸特性。接著介紹了隔離型DC/DC變換器的幾種控制策略，功率前饋的補償控制策略、功率直接反饋的控制策略以及簡化的控制策略。由于LC諧振式DC/DC變換器實現了軟開關的條件，開關損耗較小，因此適合向高頻化和大功率方向發(fā)展。
　　最后，對電力電子變壓器的主電路進行參數設計和計算，包括輸入輸出濾波器的選擇、高低壓的直流側電容設計以及高頻變壓器的設計，并在仿真軟件MATLAB/Simulink下搭建