本文關(guān)鍵詞：開關(guān)電感二次型Boost變換器研究

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【摘要】：隨著太陽能和燃料電池等新能源的發(fā)展和推廣,高增益、寬輸入范圍的DC/DC變換器作為光伏發(fā)電系統(tǒng)和燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的一部分,成為研究熱點之一。本文在總結(jié)現(xiàn)有的非隔離高增益DC/DC變換器的基礎(chǔ)上,將開關(guān)電感單元應(yīng)用到二次型Boost變換器中,得到了開關(guān)電感二次型Boost變換器。與二次型Boost變換器相比,開關(guān)電感二次型Boost變換器具有更高的電壓增益,流過輸入電感的電流更小,符合新能源領(lǐng)域?qū)C/DC變換器要求。本文圍繞開關(guān)電感二次型Boost展開了研究。首先,在分析二次型Boost變換器和開關(guān)電感Boost變換器的特性的基礎(chǔ)上,提出了開關(guān)電感二次型Boost變換器;詳細分析了開關(guān)電感二次型Boost變換器的工作原理,得出了變換器的升壓比,仿真驗證了理論分析的正確性;利用狀態(tài)空間平均法建立了輸入電感L1=L2時變換器的小信號交流模型,分別推導(dǎo)出輸出電壓,輸入電感電流和電感L3電流對占空比的傳遞函數(shù),對其進行了頻域分析,為開關(guān)電感二次型Boost變換器控制器的設(shè)計提供了理論指導(dǎo)。其次,建立了開關(guān)電感二次型Boost變換器的EL和PCHD數(shù)學(xué)模型,利用無源控制理論設(shè)計了變換器的無源電流控制器,為了消除系統(tǒng)靜差,設(shè)計了電壓外環(huán)PI控制器為無源電流控制器提供期望電流,形成了開關(guān)電感二次型Boost變換器的混合無源控制策略;進行了仿真研究,仿真結(jié)果表明,無源混合控制策略可使開關(guān)電感二次型Boost變換器具有良好的動、靜態(tài)性能。再次,對開關(guān)電感二次型Boost變換器進行了參數(shù)設(shè)計和性能分析,給出了開關(guān)電感二次型Boost變換器電感、電容參數(shù)計算公式,分析了變換器半導(dǎo)體器件的電壓、電流應(yīng)力,為變換器硬件電路器件選擇提供了指導(dǎo);對比分析了幾種典型的升壓變換器升壓能力,對比結(jié)果表明開關(guān)電感二次型Boost變換器具有較強的升壓能力;與二次型Boost變換器輸入電感相比,開關(guān)電感二次型Boost變換器輸入電感量更小,流過輸入電感的平均電流較小。最后,設(shè)計了開關(guān)電感二次型Boost變換器的原理樣機,完成了原理樣機調(diào)試;在樣機上,進行了實驗研究,并對實驗結(jié)果進行了分析。
【學(xué)位授予單位】：北京信息科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM46

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本文編號：1229302