一种新型三电平双向DCDC变换器的研究
重庆大学 硕士学位论文一种新型三电平双向DC/DC变换器的研究 姓名:王瑞妙
申请学位级别:硕士 专业:电气工程 指导教师:王明渝 2010-05重庆大学硕士学
位论文 中文摘要 摘 要 随着电力电子技术的发展，双向 DC/DC 变换器在电动汽
车、汽车电子、通信电源和航天航空以及储能系统等领域的应用前景广阔，要求双
向 DC/DC 变换器处理的电压、电流等级越越来越高。鉴于目前开关管的发展水平，
传统的两电平变换器如果应用在中高压大容量场合，就很难满足其处理要求，于是
从拓扑结构入手来增强双向 DC/DC 变换器的特性，以扩展其应用范围，提高其处
理电压、电流水平的能力。将多电平技术引入双向 DC/DC 变换器可以降低开关管
承受的电压水平，从而解决了在中高压场合应用的问题。 在学习了国内外多种多电
平双向 DC/DC 变换器的基础上，本文研究了一种基于基本半桥模块的双向 DC/DC 变换器拓扑结构。以此基本模块为基础，拓展了一系列的拓扑结构，包括
级联双向 DC/DC 变换器拓扑、多相双向 DC/DC 变换器拓扑、组合型多电平双向
DC/DC 变换器拓扑以及复合型多电平双向 DC/DC 变换器拓扑等。文中主要对复
合型三电平双向 DC/DC 变换器拓扑进行了工作原理分析，该变换器不仅可以降低
开关管的承受电压水平，同时能够实现电压的连续变化，而且无需变压器就能够实
现大变压比变换。 为验证变换器理论的正确性，搭建了三电平双向 DC/DC 变换
器拓扑的MATLAB 仿真模型，进行了相应的仿真实验。在开环控制方式下，分析
了参数变化对变换器特性的影响，观察了不同占空比比例下的变换器输出特性。在
闭环控制方式下，从不同输入电压、给定电压扰动、输入电压扰动等方面对变换器
特性进行了分析。仿真实验表明，该变换器能够实现电压的连续、大升降压比变化，
同时降低了开关管的承受电压水平，为其在大电压的应用提供了有力的保障。 最后
设计制作了一台试验样机，试验样机包括主电路、驱动电路、控制电路以及检测电
路等。通过编写、调试控制程序，在 DSP 2812 开发板上输出 PWM 控制信号，驱
动主电路工作，得到了驱动信号的部分实验波形。关键词:双向 DC/DC，三电平，
拓扑，PWM I重庆大学硕士学位论文 英文摘要 ABSTRACT With the development of
power electronics technology bi-directional DC/DCconverters is applied more and more widely in the areas of electric vehicles automotiveelectronics communication power and aerospace energy storage systems and so onwhich require bi-directional DC/DC converters to handle higher voltage and currentlevel. While as the current equality of the switch if applied to large-capacityhigh-pressure situations traditional two-level converter is difficult to meet itsprocessing requirements so topology is a useful way to enhance property extendapplied area and enhance processing ability for voltage and current. For applying tolarge-capacity high-pressure situations multi-level technology is introduced tobi-directional DC/DC converters to reduce the voltage level. After learning of a variety of multi-level bi-directional DC/DC converters homeand abroad this paper investigated a topology based on the basic half-bridge moduleand expanding a series of topology which include cascaded bi-directional DC/DCconverter topology multi-phase bi- directional DC/DC converter topology combinedmulti-level bi- directional DC/DC converter topology and complex multi-level bi-directional DC/DC converter topology and so on. And then this paper analyzes theoperation principle of the complex three-level bi- directional DC/DC converter topologywhich shows that this topology can not only reduce the tolerance
一种新型三电平双向DCDC变换器的研究
