高效直流變換器的設計與實現

"羅朋，廣東海洋大學自動化系副主任、副教授、碩士生導師，電氣工程一線教學與科研人員。長期從事電能變換技術和智能控制領域的研究工作。發表SCI/EI論文30余篇；授權國內發明專利20余項和美國PCT發明專利1項；主持和參與省部級及以上科研項目5項；主持和參與省級、校級教學改革項目和質量工程項目6項；指導學生榮獲包括全國電子電氣工程創新大賽國賽一等獎、全國大學生電氣與自動化大賽國賽一等獎、藍橋杯大賽國賽二等獎等50余項省級及以上榮譽。郭磊，廣東海洋大學電子工程系副教授，碩士生導師，電子通信一線教學與科研人員。主持湛江市科技計劃項目1項，橫向課題6項；發表科技論文15篇，其中SCI檢索3篇，EI檢索2篇；授權發明專利6項，軟著10項。獲廣東省高校(本科)青年教師教學大賽（工科組）一等獎；獲廣東省高校教師教學創新大賽二等獎；廣東海洋大學教學名師。石麗梅，廣東海洋大學通信工程系講師，碩士生導師，電子通信一線教學與科研人員。主持湛江市科技計劃項目1項，橫向課題5項；發表科技論文13篇，其中SCI檢索2篇，EI檢索1篇；授權發明專利4項，實用新型與外觀專利1項，軟著6項。獲廣東省高校(本科)青年教師教學大賽（工科組）二等獎；獲廣東省高校教師教學創新大賽二等獎；廣東海洋大學教學名師。"

目錄

第1章緒論

1.1引言

1.2高升壓直流變換器

1.2.1隔離型直流變換器

1.2.2非隔離型直流變換器

1.3升降壓直流變換器

1.3.1BuckBoost變換器研究現狀

1.3.2諧振式變換器研究現狀

1.4直流變換器的智能控制

1.4.1PID控制

1.4.2自適應控制

1.4.3模糊控制

1.4.4神經網絡控制

1.4.5模型預測控制

1.5三端口直流變換器

1.5.1全隔離型三端口變換器

1.5.2部分隔離型三端口變換器

1.5.3非隔離型三端口變換器

本章小結

第2章基於耦合電感的高升壓變換器設計及效率優化

2.1變換器的電路結構與工作原理

2.1.1CCM下變換器的工作原理

2.1.2DCM下變換器的工作原理

2.2變換器的穩態分析

2.2.1CCM下變換器的穩態分析

2.2.2DCM下變換器的穩態分析

2.2.3元器件參數設計

2.3變換器的功率損耗分析

2.3.1開關管損耗

2.3.2二極管損耗

2.3.3電容損耗

2.3.4耦合電感損耗

2.3.5變換器效率

2.3.6非理想狀態電壓增益

2.4變換器的性能比較分析

2.5實驗結果驗證

本章小結

第3章基於三繞組耦合電感和電壓倍增的高升壓直流變換器

3.1變換器的電路結構與工作原理

3.1.1CCM下變換器的工作原理

3.1.2DCM下變換器的工作原理

3.2變換器的穩態分析

3.2.1CCM下變換器的穩態分析

3.2.2DCM下變換器的穩態分析

3.3變換器的功率損耗分析

3.3.1開關管損耗

3.3.2二極管損耗

3.3.3耦合電感損耗

3.3.4電容損耗

3.3.5變換器效率

3.4變換器的性能比較分析

3.5實驗結果驗證

本章小結

第4章基於有源開關電感和耦合電感的高升壓直流變換器

4.1變換器的電路結構與工作原理

4.1.1CCM下變換器的工作原理

4.1.2DCM下變換器的工作原理

4.2變換器的穩態分析

4.3變換器的功率損耗分析

4.3.1開關管損耗

4.3.2二極管損耗

4.3.3電容損耗

4.3.4電感損耗

4.3.5變換器效率

4.4變換器的性能比較分析

4.5實驗結果驗證

本章小結

第5章基於三繞組耦合電感的高升壓直流變換器

5.1變換器的電路結構與工作原理

5.1.1CCM下變換器的工作原理

5.1.2DCM下變換器的工作原理

5.2變換器的穩態分析

5.3變換器的性能比較分析

5.4實驗結果驗證

本章小結

第6章一種耦合電感與開關電感、開關電容集成的高升壓直流變換器

6.1變換器的電路結構與工作原理

6.2變換器的穩態分析

6.3變換器的功率損耗分析

6.4變換器的性能比較分析

6.5實驗結果驗證

本章小結

第7章用於可再生能源的二次型高增益變換器

7.1變換器的電路結構與工作原理

7.2變換器的穩態分析

7.3變換器的功率損耗分析

7.4變換器的性能比較分析

7.5實驗結果驗證

7.6變換器的改進型拓撲

本章小結

第8章用於光伏系統的同步雙開關寬增益直流變換器

8.1變換器的電路結構與工作原理

8.2變換器的穩態分析

8.3變換器的功率損耗分析

8.4變換器的性能比較分析

8.5變換器的閉環控制系統設計

8.6實驗結果驗證

8.7MPPT評估

本章小結

第9章基於耦合電感的二次型軟開關高升壓變換器

9.1變換器的電路結構與工作原理

9.2變換器的穩態分析

9.3變換器的功率損耗分析

9.4變換器的性能比較分析

9.5變換器的軟開關設計分析

9.6變換器的小信號建模

9.7實驗結果驗證

本章小結

第10章雙開關超高升壓變換器及其顯式模型預測控制——神經網絡擬合策略

10.1變換器的電路結構與工作原理

10.2變換器的穩態分析

10.3變換器的功率損耗分析

10.3.1開關管損耗

10.3.2二極管損耗

10.3.3電容損耗

10.3.4電感損耗

10.3.5變換器效率

10.4變換器的性能比較分析

10.5基於神經網絡的顯式MPC策略

10.5.1模型參數的線性變換

10.5.2顯式MPC設計

10.5.3神經網絡訓練

10.6實驗結果驗證

10.6.1實驗設計

10.6.2穩態和動態實驗

10.6.3效率和功率損耗

本章小結

第11章基於神經網絡擬合顯式MPC的高增益直流變換器

11.1變換器的電路結構與工作原理

11.2變換器的穩態分析

11.2.1電壓增益分析

11.2.2電壓應力分析

11.2.3電流應力分析

11.2.4勵磁電感設計

11.3變換器的性能對比分析

11.4顯式MPC的原理及設計

11.4.1變換器模型參數估計

11.4.2顯式MPC設計

11.4.3神經網絡訓練樣本采樣

11.5神經網絡設計

11.5.1神經網絡原理

11.5.2神經網絡設計

11.5.3神經網絡離線訓練

11.6仿真分析

11.6.1控制效果展示

11.6.2控制性能對比

11.7實驗結果驗證

11.7.1穩態實驗

11.7.2動態實驗

本章小結

第12章基於耦合電感的新型BuckBoost變換器

12.1變換器的電路結構與工作原理

12.2變換器的穩態分析

12.2.1電壓增益分析

12.2.2電壓應力分析

12.2.3電流應力分析

12.2.4元器件參數設計

12.3變換器的功率損耗分析

12.3.1電感損耗

12.3.2開關管損耗

12.3.3二極管損耗

12.3.4電容損耗

12.3.5變換器效率

12.4變換器的性能對比分析

12.5變換器的小信號建模

12.6實驗結果驗證

本章小結

第13章用於新能源發電的新型升降壓變換器及控制策略

13.1變換器的電路結構與工作原理

13.2變換器的穩態分析

13.2.1電壓增益分析

13.2.2電壓應力分析

13.2.3元器件參數設計

13.3變換器的功率損耗分析

13.3.1電感損耗

13.3.2電容損耗

13.3.3開關管損耗

13.3.4二極管損耗

13.3.5變換器效率

13.4變換器的性能比較分析

13.5變換器的控制策略

13.5.1小信號建模

13.5.2PI控制器設計

13.5.3PI控制器結合前饋控制策略

13.6實驗結果驗證

本章小結

第14章基於自適應勵磁電感的高效率雙向直流變換器

14.1變換器的電路結構與工作原理

14.1.1變換器的模態分析

14.1.2變換器增益特性分析

14.1.3與傳統對稱性LLC諧振拓撲對比

14.2變換器的拓撲參數設計

14.2.1變換器的設計方法

14.2.2變換器工作頻率的選擇

14.2.3變換器諧振元件的設計

14.2.4自適應勵磁電感LpCp的設計

14.3實驗結果驗證

14.3.1變換器實物搭建

14.3.2實驗結果分析

14.3.3與其他類似變換器比較

本章小結

第15章三端口直流變換器的綜合設計

15.1三端口變換器及雙向三端口變換器的綜合設計與拓撲衍生

15.2非隔離型BTPC的分析與關鍵部件設計

15.2.1非隔離型BTPC的分析

15.2.2關鍵器件參數設計

15.3實驗結果驗證

本章小結

參考文獻