Research on High-efficiency Bidirectional dc-dc Converter for dc Distribution System
直流配电系统高效双向DC-DC变换器的研究
基本信息
- 批准号:18560276
- 负责人:
- 金额:$ 2.4万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
- 财政年份:2006
- 资助国家:日本
- 起止时间:2006 至 2007
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
A high-efficiency isolated-type full-bridge bidirectional dc/dc converter, which is employed for energy storage systems such as secondary batteries and electric double layer capacitors (EDLCs), is investigated. This converter consists of a low-voltage-side current-type converter, a high-voltage side voltage-type converter, a high frequency transformer between them, and an active clamp circuit fir suppression of overvoltage due to current commutation and realization of soft switching of switching devices.With a proposed novel control method, soft switching of every switching device of the converter was confirmed in both boost and buck operation modes through numerical simulation. We also carried out experiments using a 1 kW dc-dc converter that is a thousandth scale of an assumed converter in a dc distribution system. The converter employed an Intelligent Power Module of IGBTs as switching devices, and DSP and FPGA as control devices. Soft switching of all the switching devices were dem … More onstrated in both the boost and buck operation through the experiments.The measured conversion efficiencies are 83.3% in the boost operation and 83.1% in the buck operation, respectively. According to the results of loss analysis, the efficiency of the assumed 1 MW converter is estimated to be more than 95% on the assumption of reasonable efficiency of the transformer and reactors.In addition, the EDLC is investigated as an energy storage device. We employed a three-stage ladder type equivalent circuit for the EDLC, and derived its transfer function. To determine the parameters of the equivalent circuit, we conducted constant current charge and discharge, and resistor discharge experiments, and compared the results of experiments and numerical simulations. As a result, we found that the three-stage ladder type equivalent circuit well simulated the actual EDLC in the constant current operation, however the single-stage ladder-type equivalent circuit showed good agreement in the resistor discharge experiment. Less
研究了一种用于二次电池和双电层电容器 (EDLC) 等储能系统的高效隔离型全桥双向 DC/DC 转换器。该转换器由低压侧电流组成。型变换器、高压侧电压型变换器、其间的高频变压器以及有源钳位电路,用于抑制电流换流引起的过电压,实现开关器件的软开关。提出了新颖的控制方法,通过数值模拟在升压和降压操作模式下确认了转换器的每个开关器件的软开关,我们还使用 1 kW dc-dc 转换器进行了实验,该转换器是假设转换器的千分之一。该转换器采用 IGBT 智能功率模块作为开关器件,并在升压和降压操作中演示了所有开关器件的软开关。通过实验,测得升压工作时的转换效率为 83.3%,降压工作时的转换效率为 83.1%。根据损耗分析的结果,假设 1 MW 转换器的效率预计将超过 95%。变压器和电抗器的合理效率的假设。此外,我们对EDLC采用了三级梯形等效电路进行了研究,并导出了其传递函数。针对等效电路的参数,我们进行了恒流充放电和电阻放电实验,并将实验结果与数值模拟结果进行了比较,发现三级梯型等效电路很好地模拟了实际的EDLC。然而,在恒流操作中,单级梯形等效电路在电阻放电实验中表现出良好的一致性。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
直流配電システムにおける電気二重層キャパシタ電力貯蔵のためのソフトスイッチング双方向DC/DCコンバータの動作特性
直流配电系统双电层电容储能软开关双向DC/DC变换器的工作特性
- DOI:
- 发表时间:2008
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:加賀雅人;三浦友史;伊瀬敏史
- 通讯作者:伊瀬敏史
Equivalent circuit of electric double layer capacitor and it charge-discharge control by dc-dc converter
双电层电容器等效电路及其DC-DC变换器充放电控制
- DOI:
- 发表时间:2007
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Masato;Kaga;Yushi;Miura;Toshifumi;Ise
- 通讯作者:Ise
Equivalent circuit of electric double layer capacitor and it charge-discharge control by dc-dc converter (In Japanese)
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- DOI:
- 发表时间:2007
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Masato;Kaga;Yushi;Miura;Toshifumi;Ise
- 通讯作者:Ise
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- DOI:
- 发表时间:2006
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Yasuhisa;Hotta;Yushi;Miura;Toshifumi;Ise;Ryouhei;Uchida
- 通讯作者:Uchida
直流配電システムのためのクランプ回路付きソフトスイッチング双方向DC/DCコンバータ
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- DOI:
- 发表时间:2006
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:堀田泰久;三浦友史;伊瀬敏史;打田良平
- 通讯作者:打田良平
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