新能源发电系统用交错并联磁集成双向LLC谐振变换器的研究

基本信息
批准号:U1510128
项目类别:联合基金项目
资助金额:59.00
负责人:杨玉岗
学科分类:
依托单位:辽宁工程技术大学
批准年份:2015
结题年份:2018
起止时间:2016-01-01 - 2018-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:李洪珠,马天舒,闫孝姮,韩占岭,郭瑞,张书淇,江威,代少杰,王金海
关键词:
交错并联轻载效率新能源发电磁集成双向LLC谐振变换器
结项摘要

There is a problem that the large capacity and high light load efficiency of isolated bidirectional DC/DC converter can’t be reached simultaneously. On the basis of people’s research on bidirectional LLC resonant converter and interleaving LLC resonant converter, this project proposes to study the interleaving theory and magnetic integration theory and control methods for bidirectional LLC resonant converter to solve this problem. At first, this project presents a circuit topology of interleaving & magnetic integrated bidirectional LLC resonant converter. The problem of seamless switchover between the forward work mode and the reverse work mode will be solved and ZVS will be realized..Secondly, this project presents a “UIU” type discrete magnetic component structure, a “E王E” type and a “EEEE” type and a 3 “EE” type integrated magnetic component structures, and gives their electrical-magnetic design theory and design method. This project applies these magnetic component structures to the proposed circuit topology to solve the problem that the resonant inductors and the resonant transformer are difficult to be integrated magnetically. Thirdly, this project presents the control methods of combining phase-shifting control, phase shielding control and variable frequency control. This project solves the problem of current sharing between the interleaving phases. At last, with the research results of interleaving and magnetic integration and control methods above for the bidirectional LLC resonant converter, its loss can be reduced farthest, its light load efficiency can be increased, and its capacity can be enlarged in the meantime. Therefore, the bidirectional LLC resonant converter can realize a high efficiency at the entire load range. This project will make a step forward on the research of isolated bidirectional DC/DC converter.

隔离型双向DC-DC变换器普遍存在扩容和提高轻载效率不能同时兼顾的问题。项目在人们研究双向LLC谐振变换器和交错并联LLC谐振变换器的基础上,首次提出研究交错并联磁集成双向LLC谐振变换器以解决这一问题。提出交错并联磁集成双向LLC谐振变换器的电路拓扑结构,解决变换器正、反向工作的平滑切换并保证实现ZVS的问题;提出采用“UIU”型分立磁件结构,提出“E王E”型、“EEEE”型和三个“EE”型集成磁件结构,给出这些集成磁件结构的电磁设计准则与设计方法,分别用于所提出的变换器拓扑,解决正反向谐振电感和谐振变压器难以实现磁集成的问题;提出移相控制、相屏蔽控制和变频控制相结合的综合控制方法,解决交错并联双向LLC谐振变换器的相间均流问题。最终通过交错并联双向LLC谐振变换、磁集成、相屏蔽控制和变频控制,三管齐下,最大程度地减小损耗,在扩容的同时,提高轻载效率,实现变换器在全负载范围内的效率最优。

项目摘要

大功率隔离型双向DC-DC变换器可实现直流变压、能量双向传输和电气隔离的功能,将该种变换器应用于电动汽车、可再生能源发电、直流配电系统、不间断电源系统及电力电子变压器等领域,可以大幅度减小系统体积、重量和成本,具有重要的研究价值和应用前景。而能否在扩容的同时减小损耗,实现高功率密度和高传输效率尤其是高轻载效率,是这类变换器设计的重点和难点。项目提出研究交错并联磁集成双向LLC谐振变换器以解决这一问题。提出交错并联磁集成双向LLC谐振变换器的电路拓扑结构,解决变换器正、反向工作的平滑切换并保证实现ZVS的问题;提出采用“UIU”型、“E王E”型、“EEEE”型和三个“EE”型集成磁件结构,给出这些集成磁件结构的设计准则与设计方法;提出移相控制、相屏蔽控制和变频控制相结合的综合控制方法,解决变换器的相间均流问题。最终在实现扩容的同时,提高轻载效率,实现变换器在全负载范围内的效率最优。在项目执行期间,共发表论文25篇,其中SCI一区收录1篇,EI收录6篇。申请发明专利5项和实用新型专利1项,获得授权发明专利和实用新型专利各1项。培养博士研究生2人、硕士研究生23人,其中已毕业硕士13人,考取国家985高校博士2人,获得校级优秀硕士论文5人,被推荐辽宁省优秀硕士学位论文1人,获得国家奖学金5人。项目组共参加国内外重要学术会议11次,发表会议论文10余篇,其中获得优秀论文4篇。相关研究成果获得辽宁省普通高等教育教学成果奖(研究生类)三等奖1项。 项目负责人担任两个国际会议的技术委员会委员和Session Chair及多个国内会议的主持人,被授予葫芦岛市劳模,被评为辽宁省特聘教授、IEEE高级会员、中国电源学会理事、中国自动化学会电气自动化专委会委员、《电源学报》编委及中国电源学会磁技术专委会副主任委员。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

监管的非对称性、盈余管理模式选择与证监会执法效率?

监管的非对称性、盈余管理模式选择与证监会执法效率?

DOI:
发表时间:2016
2

基于SSVEP 直接脑控机器人方向和速度研究

基于SSVEP 直接脑控机器人方向和速度研究

DOI:10.16383/j.aas.2016.c150880
发表时间:2016
3

气载放射性碘采样测量方法研究进展

气载放射性碘采样测量方法研究进展

DOI:
发表时间:2020
4

适用于带中段并联电抗器的电缆线路的参数识别纵联保护新原理

适用于带中段并联电抗器的电缆线路的参数识别纵联保护新原理

DOI:10.19783/j.cnki.pspc.200521
发表时间:2021
5

基于混合优化方法的大口径主镜设计

基于混合优化方法的大口径主镜设计

DOI:10.3788/AOS202040.2212001
发表时间:2020

杨玉岗的其他基金

批准号:51177067
批准年份:2011
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:50207004
批准年份:2002
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目

相似国自然基金

1

双向DC/DC变换器的交错并联磁集成理论与控制方法

批准号:51177067
批准年份:2011
负责人:杨玉岗
学科分类:E0706
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
2

新能源汽车双向DC/DC变换器与电机驱动系统集成机理及控制策略研究

批准号:61563006
批准年份:2015
负责人:罗文广
学科分类:F0301
资助金额:37.00
项目类别:地区科学基金项目
3

新能源集成发电系统关键技术基础研究

批准号:51537001
批准年份:2015
负责人:陈道炼
学科分类:E0706
资助金额:300.00
项目类别:重点项目
4

面向交直流混合微电网的并联高效双向AC/DC变换器研究

批准号:51177083
批准年份:2011
负责人:孙凯
学科分类:E0706
资助金额:66.00
项目类别:面上项目