新型谐振式高效智能开关电源低损耗风机能量变换器剖析

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,新型谐振式高效智能开关电源低损耗风机能量变换器剖析,选题背景,当前市面上开关电源存在缺点：输入电压范围与电源效率矛盾。要想在一个宽输入范围下实现效率,90,以上很难。而实际应用中又存在这样的应用场合，如风力发电等新能源的利用。这些新能源的特点是变化较大，如风速的变化范围很宽，光照强度在一天之中也可以有很大变化。因此，宽输入范围的高效电源的研究很有实际意义。,各种新能源的利用,现有资源,硬件资源:电工电子科技创新中心各种实验设备,软件资源: 创新中心Power On团队阶梯团队,变换器特点与指标,以风力发电为例，变换器特点如下：,风速宽范围变化时，能实现最大功率跟踪,(MPPT,算法,),。,能量可双向流动。在风速过快时可使后级负载能量回流，对风机电磁制动，防止过速。,采用谐振的方法实现输出开关管的零开关。,变换器的具体技术指标如下：,最大输出功率300W,短时过载900W(60sec),功率为5%100%时，效率到达90%以上,蓄电池充电管理与保护,变换器过压、过流、欠压、短路保护，过温保护,电磁干扰(传导干扰、辐射干扰)满足相关工业标准,注：实验风机为三相永磁同步电机，风速大范围变化时风机输出电压范围约为：6Vrms50Vrms,主要工作,解决变换器的宽输入问题,实现变换器的高效率,电力电子变换器的主要损耗：,开关器件的通态损耗与开关损耗,通态损耗选用通态电阻小的开关管如:trench MOSFET,开关损耗采用谐振开关或其它先进控制技术，实现开关管的ZVS、ZCS,已做的工作,选定主电路拓扑：,Z,源,PWM,整流电路。拓扑特点：宽输入范围升降压均可，输入功率因数接近,1,，无需外加电路实现,6,个桥臂开关管的零电压开通，能量的双向流动。,电路仿真：验证拓扑的功能。,电路拓扑及仿真波形,以上两图中红色曲线为输入电压，青色曲线为输入电流，米黄色曲线为输出电压，由这两组仿真波形可看出，,Z,源,PWM,整流器在,6,50V,的输入电压下可实现输出电压稳定为,12V,，输入功率因数近似为,1,。,下一步的工作,输出开关管的零电压开通ZVS,对电路拓扑的进一步仿真分析,实际调试、制作电路,印制电路板制作，完成作品,变换器性能测试,作品总结报告,过程与收获,动手能力,在工程开展的过程中，自己动手绕制变压器，焊接电路，选购元器件,对电路拓扑进展仿真分析,过程与收获,经营团队,建立队员之间的相互信任,是成功的基石,求同存异,允许有不同的声音存在,激发队员的创造力,团队责任感,热爱团队，团队的成功就是每个队员的成功,过程与收获,工程管理,进度管理,制定合理的工程时间表,分工合作,队员各司其职,提高团队效率,交流总结,队员之间定期展开讨论交流活动,过程与收获,搜集资料,图书馆管藏,借阅相关书籍,图书馆数据库IEEE论文，研究生论文,前景展望,面对全球化的能源危机，利用新型能源是出路。,风能、太阳能等新型能源前景广阔。它们都是清洁型能源，不用燃料，不占耕地，没有污染，运行本钱低。 我国风力资源、太阳能资源等新型能源均较丰富，利用这些能源意义重大。,以上新型能源的利用大都需要经过电力电子装置进展变换后，才能并网或直接使用。因此，提高电力电子变换装置的效率将会产生巨大的经济效益。,Z源PWM变换器是一种宽输入的新型变换拓扑，目前技术还不够成熟，需要进一步的研究并改进该拓扑特性，取得更大的效益。,前景展望,该工程产品化,投入使用,可以获得巨大的社会经济效益,谢谢！,