光伏微逆辅助电源的设计与研究

【摘要】：随着对能源日益需求的增加,开发新能源以及提高能源利用率对解决能源需求尤为重要,光伏太阳能是一种用之不竭、洁净环保的可再生能源。本文研究的辅助电源起着给光伏太阳能微型逆变器提供电源的作用。针对传统的辅助电源在多路输出时出现的交叉影响、变压器发热严重、输出波纹大及反馈补偿环路设计难等问题,本文主要做了如下的工作内容和创新。(1)给出了一种光伏微逆辅助电源输入级、输出级和反馈补偿回路设计方法。首先分析研究了光伏微逆辅助电源的常见变换器拓扑结构,并归纳总结了各种变换器拓扑的工作特点,其中重点对反激变换电路做了详细说明。然后进行了光伏微逆辅助电源输入级设计,包含变压器原边漏感能量的箝位吸收回路设计、功率开关管漏极箝位吸收回路设计、UC3843芯片的外围电路设计。同时还通过Mathcad工程计算软件对光伏微逆辅助电源输出级和反馈补偿回路进行了设计,包含变压器负边漏感与二极管内部电容形成谐振的消振设计、输出滤波器设计、反馈环路的稳定性设计、TL431的补偿回路设计,在Mathcad软件的帮助下避免了人工重复计算的困难,提高了设计效率和计算准确率。(2)进行了光伏微逆辅助电源的核心设计,也就是变压器设计及其绕制工艺的确定。在进行光伏微逆辅助电源的核心设计时,我们做到变压器的功率容量适中,避免其功率容量过小或过大;绕组线圈的层间贴合紧密和导线分布均匀,特别是多路输出负边各绕组采用叠绕的办法,避免负边过多导线而导致变压器窗口装不下这些导线;采用三明治绕法让原边包裹住负边绕组,以此减少变压器漏感,进而减小发热、降低纹波率、改善交叉调整率。(3)通过saber软件进行仿真验证,并在一台800瓦光伏微型逆变器样机上对设计的辅助电源进行实验研究。结果表明本文所设计的电源可以满足微型逆变器稳定、高效的工作。 【关键词】：Mathcad UC3843 反馈补偿 变压器设计 saber
【学位授予单位】：南昌航空大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM46
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 课题研究背景及意义9-10
• 1.2 国内外光伏微逆辅助电源研究现状10-12
• 1.2.1 国外研究现状10-11
• 1.2.2 国内研究现状11-12
• 1.3 本文研究的主要内容12-15
• 1.3.1 研究阐述12
• 1.3.2 改善交叉调整率措施12-13
• 1.3.3 减小变压器原边漏感影响的措施13-14
• 1.3.4 降低功率管损耗及其提高系统效率措施14
• 1.3.5 反馈补偿网络的设计14-15
• 1.4 本文研究内容的安排15-16
• 第2章 光伏微逆辅助电源电路拓扑结构选择16-31
• 2.1 引言16
• 2.2 光伏微逆辅助电源常用拓扑结构16-26
• 2.2.1 降压式变换电路17-18
• 2.2.2 升压式变换电路18-19
• 2.2.3 升降压式变换电路19-20
• 2.2.4 正激式变换电路20-21
• 2.2.6 推挽式变换电路21-23
• 2.2.7 半桥式变换电路23-24
• 2.2.8 全桥式变换电路24-25
• 2.2.9 反激式变换电路25-26
• 2.3 辅助电源的拓扑选用及工作原理分析26-29
• 2.4 光伏微逆辅助电源体系结构设计29-30
• 2.5 本章小结30-31
• 第3章 光伏微逆辅助电源的硬件电路参数设计31-54
• 3.1 引言31
• 3.2 电源输入级设计及其器件选择31-41
• 3.2.1 变压器原边漏感能量的吸收回路设计31-34
• 3.2.2 功率开关管的吸收回路设计34-36
• 3.2.3 UC3843芯片的外围电路设计36-41
• 3.3 电源输出级设计及其器件选择41-44
• 3.3.1 负边漏感与二极管结电容谐振的减振设计41-43
• 3.3.2 输出滤波器设计43-44
• 3.4 电源反馈电路设计及其TL431的补偿回路设计44-50
• 3.4.1 反馈环路的稳定性设计44-46
• 3.4.2 TL431的补偿回路设计46-50
• 3.5 电源的性能指标分析及其改善措施50-53
• 3.5.1 减小输出纹波和负载调整率的措施50-52
• 3.5.2 改善多路输出时交叉调整率的措施52-53
• 3.6 本章小结53-54
• 第4章 光伏微逆辅助电源的变压器设计54-69
• 4.1 引言54
• 4.2 磁芯材质的选择54-56
• 4.3 设计变压器的AP法推导分析56-57
• 4.4 变压器设计57-68
• 4.4.0 影响变压器设计的因素57-58
• 4.4.1 确定变压器的基本规格参数58
• 4.4.2 根据选择的磁芯确定 ?B58-59
• 4.4.3 根据所选设计方法确定变压器骨架型号59-60
• 4.4.4 数学推导原边峰值电流Ip和原边电感Lp60-61
• 4.4.5 确定变压器各绕组匝数61-62
• 4.4.6 确定变压器磁芯气隙长度lg62-63
• 4.4.7 确定各绕组的导线线径和股数63-65
• 4.4.8 计算变压器的损耗与温升65-66
• 4.4.9 变压器的结构设计66-67
• 4.4.10 变压器的样品制作67-68
• 4.4.11 变压器的性能评估68
• 4.5 本章小结68-69
• 第5章 仿真与实验分析69-75
• 5.1 引言69
• 5.2 基于saber软件仿真验证69-72
• 5.2.1 光伏微逆辅助电源仿真模型69-71
• 5.2.2 仿真结果分析71-72
• 5.3 实验验证72-74
• 5.4 本章小结74-75
• 第6章 总结和展望75-77
• 6.1 总结75-76
• 6.2 展望76-77
• 参考文献77-80
• 发表期刊论文和参与科研项目80-81
• 致谢81-82

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

后级调整技术在多路输出反激电路中的运用    董文辉;金天均;陈辉明;

谐振复位双管正激变流器软开关研究和优化    陈威;吕征宇;钱照明;

一种软开关双主单辅有源钳位不对称双管正激变流器    陈威;洪小圆;吕征宇;

电流型脉冲序列控制单电感双输出Buck变换器    刘雪山;许建平;秦明;杨静;

星载多路输出正激变换器的新型优化方法    杨刚;杜建华;彭政;张之梁;

新颖软开关谐振复位宽范围双管正激变流器    陈威;吕征宇;

电力电子变换系统的元件复用理论与方法    陈宇

一种集成式辅助电源模式的介绍    刘宏;毛业军;蓝正升;

交流传动电力机车新型辅助电源的研究    佟来生;蓝正升;刘宏;

港口轮胎式集装箱门式起重机节能辅助电源技术原理及效果    王心愈;陈滨岛;

港口轮胎式集装箱门式起重机节能辅助电源技术原理及效果    王心愈;

分布式高压隔离辅助电源供电装置    宋峰;吴建华;谭光韧;杨杰;丁友涛;

最新的静止辅助电源技术    松浦敏明,张继贵

新型铁路机车辅助电源系统的设计    周庆生;

地铁集成式辅助电源研制    曾明高;严志勇;张晓;刘长清;

北京地铁15号线车辆辅助电源系统的优化设计    朱明亮;

城市轨道车辆辅助电源设计    潘晓萍

联想计算机的HuntKey牌电源通病    浙江 陈名岳

鼎汉技术拓展轨道交通市场    本报记者 陈光　张洁

光伏微逆辅助电源的设计与研究    吴林

铁道机车车辆辅助电源简统化研究与设计    文翔

DC1500V供电的地铁辅助电源系统的研究    张宁云

地铁辅助电源及其监控系统的研究与实现    邹辉

地铁车辆辅助电源系统仿真与实验研究    马龙

180kVA机车辅助电源电磁兼容问题分析及解决方案初探    陈海燕

电压源型分布式辅助电源的研究    李晗