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宽增益高集成Boost-TER-Flyback类L-R变换器研究

批准号:
52067007
项目类别:
地区科学基金项目
资助金额:
36.0 万元
负责人:
袁义生
依托单位:
学科分类:
电力电子学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
袁义生

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
本项目针对宽输入、宽输出电压应用领域的隔离式DC-DC变换器,融合传统三元件谐振(TER)变换器与PWM变换器的优点,以拓宽电压增益、器件复用和高效率转换为目标,创新拓扑理论,完整研究其设计、优化、建模和控制方法。.1)构建一系列Boost-TER-Flyback(简称BTF)类L-R变换器,全面揭示其工作特性。.2)研究所提变换器复杂变量组的分区参数设计方法。.3)研究以特征量为目标使用粒子群寻优的损耗优化方法。.4)研究分段函数描述法-仿真计算法-拟合函数法相结合的数学建模方法。.5)研究多模式下的统一动态特性+最优轨迹的控制方法。.6)研究基于BTF变换器的双向DC-DC变换器结构、特性、设计和控制方法。.7)评估所提BTF变换器及双向DC-DC变换器在工业领域的应用价值。.项目包含但不限于上述方法和内容。研究成果为宽电压增益场合使用的隔离式DC-DC变换器提供创新性解决方案。
英文摘要
For the isloated DC/DC converters applied at wide input voltage and outuput voltage fields, compromising the advantages of conventional TER (three-element-resonant) converter and PWM converter, and taking wide voltage gain ,high component-integration degree and high efficiency as goals, this project create the new topology theory and completely research the methods of designment, optimization, modelling and control ..1)Constructing a series of Boost-TER-Flyback (BTF) type L-R converter, completely disclosing the operating characteristic..2)Researching on the design method based on parameter partition for complicated parameters of the proposed converters..3)Researching the power-loss optimal method with the particle swarm algorithm aiming at the featuring parameters..4)Researching the mathematic modeling method combined of subsection function description-computer simulation-fitting function. .5)Researching on the controlling method of unified dynamic characteristics+ optimal trajectory with multi-mode operation..6)Proposing the bi-direction DC-DC converters based on the BTF converters, and researching its constructer, feature,designment and controlling method..7)Evaluating the industrial value of the proposed BTF convertesr and bi-direction DC-DC converters..The project include and is not limited by the aboved methods and contents. The research can provide the creative solution for the isolated DC/DC converter applied at wide voltage gain fields.
本项目针对宽输入、宽输出电压应用领域的隔离式DC-DC变换器,融合传统三元件谐振(TER)变换器与PWM变换器的优点,以拓宽电压增益、器件复用和高效率转换为目标,创新性提出了L-R变换器并研究其相关的设计、控制和应用等关键性问题。.1)提出了L-R变换器构建理论。.2)构建一系列Boost-TER-Flyback(简称BTF)类L-R变换器,通过不同的PWM调制方法,该系列变换器有高、中、低三种电压增益模式。相比传统的LLC谐振变换器,此类变换器具有以下优点:a)在高Q值下具有更高的电压增益;b)改PFM为PWM工作,调节更简单,EMI更小;c)更小的励磁电流,减小了开关管和磁性器件的损耗;d)更小的谐振电容电压应力。.3)针对BTF类L-R变换器中开关管电压应力较大问题,提出了改进的一系列L-R变换器,尽管不再有Flyback模态,但仍然保留了L-R变换器的四个优点。 .4)建立了L-R型变换器的数学模型,指出其电路模型是个本身稳定的一阶系统。 .5)根据L-R型变换器具有多种工作模式的特点,提出了基于模糊-PI的多模式变换器控制策略、单周期电荷控制策略和Bang-Bang电荷控制策略。.6)阐述了L-R型变换器的参数设计方法,针对效率优化问题,提出了以开关管关断电流与开关频率乘积作为特征量的效率优化设计。.7)研究了基于L-R型变换器的双向DC-DC变换器结构、特性、设计和控制方法。 .上述电路都在宽输出电压范围下得到了应用验证,适用于电动汽车充电模块和储能PCS中。
两级式逆变器在线效率优化及相关问题研究
  • 批准号:
    51467005
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    48.0万元
  • 批准年份:
    2014
  • 负责人:
    袁义生
  • 依托单位:
汽车热电发电及变流系统的建模分析和控制研究
  • 批准号:
    51067004
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万元
  • 批准年份:
    2010
  • 负责人:
    袁义生
  • 依托单位:
国内基金
海外基金