双向直流CUK变换器的分析与仿真(3)
使用硅来制作半导体器件的历史已经有50多年了，硅的性能潜力进一步发掘已经很难。在20世纪90年代后，人们开始关注碳化硅--SiC的研究，试验表明，半导体器件使用碳化硅制作，其导通电阻只有硅器件的1/200。并且，电压达到300V以上，肖特基二极管的反向漏电流低于了lmA／mm，而且反向恢复时间极小。碳化硅有着许多的优点，如禁带宽、通态电阻小、工作温度高(可达600口)、导热性能好、PN结耐压高、漏电流极小等，但是碳化硅的制造工艺困难。目前的问题是进一步改进碳化硅表面和金属的接触特性，进一步完善碳化硅的制造工艺。
1.3.2 新型变压器
平面磁芯与平面变压器是近些年来才面世的产品。平面磁芯可以实现超薄型变压器与超薄型开关变换器的生产，可用于便携式电子电源设备与板上(On-bDard)电源。因其结构为宽扁形，散热面积较大，更适合高频变压器。与常规变压器不同，平面变压器不用铜导线，取而代之的是单层或多层的印刷电路板，因此其厚度远远小于常规变压器，可以直接在印刷电路板上制作。它凸出的优点为：能量密度高，体积大大缩小，仅为常规变压器的1/5：效率高，可达到97％～99％；工作频率较高，能从50kHz至2MHz：漏感小，低于O．2％；电磁干扰好。
压电变压器是能应用于电能--机械能--电能的一种新型变压器，它利用了压电陶瓷电致伸缩的正向与反向特性制做而成。将两片压电陶瓷牢固地紧密结合在一起，将原方的交变电压加在另一片压电陶瓷水平曲线上，这片陶瓷就将产生垂直方向机械振动从而使另一片紧密结合的压电陶瓷也跟着一起垂直振动，这将在其水平方向之上产生电压即次级输出电压。但目前，这种变压器的功率还不大，只适合于电压较高但电流较小的场合。
1.3.3 新型电容器
超容电容器，是近年来电容器的最新产品。美国麦克文尔公司常年保持着对超容电容器技术世界领先的地位。超容电容器使用了特别的金属，碳电板技术及先进的非水电解质，其具有很大的电极表面和很小的相对距离。现已开发并生产出了许多种超容电容器器件，具有广泛的应用范围，单元容量可小到10uF，大到2700uF。超容电容器可以很方便的串联组合而成高电压的组件，或者并联组合而成高能量的存储组件。超容电容器组件如今已经能够提供650V高压。其适合于功率系统所用的电容器，不但要求电容的容量大，而且要求其等效串联电阻小。
1．4 双向直流变换器的分类及其应用
1.4.1 双向直流变换器的分类
电力电子变换器，是利用电力电子器件使一种形式电能转变为一种或者多种其他种类电能的设备，按照转换电能的种类，可将其分为４种类型：1.整流器，是将交流电转换成直流电的电能变换装置；2.逆变器，是将直流电转换成交流电的电能变换装置，是交流开关电源以及不中断电源ups中的主要部件；3.直流变换器，是把一种直流电变为另外的一种或者多种的直流电的电能转换装置，是直流开关电源的主要部分；4.交交变频器，是将一种频率的交流电直接转换成另外一种频率，或者转换成可变频率的交流电，或者是把变频交流电直接转变为恒频交流电的电能变换装置。这四种变换器既可以是单向变换的，也可以是双向变换的，单向的电能变换器是把从输入端输入的电能经过变换后从输出端输出，而双向的电能变换器能够实现电能双向的流动。
1.4.2 双向直流变换器的应用
随着科技的进步和生产的发展,对于双向直流不间断电源系统、航空电源系统等应用场合增加,人们对于DC-DC变换器的需求也逐渐的增多。为了减轻系统重量，减小体积,并节约成本,在电池的充放电,UPS 系统,电动汽车,航空电源系统,太阳能发电系统等场合,双向DC-DC变换器(Bi-directional DC-DC Convener) 得到了越来越多的应用。双向直流变换器可以实现双象限运行,其电流的输入输出方向能够互相改变,所以在功率的传输上就相当于两个单向的DC-DC变换器,是一种典型的“一机两用”设备,尤其是在要求能量双向流动的场合，能够大幅地降低系统的体积、重量以及成本,有着重要的研究价值。
下一篇：地铁列车运行速率曲线优化控制