本文關(guān)鍵詞：開(kāi)關(guān)電感二次型Boost變換器研究

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【摘要】：隨著太陽(yáng)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(diǎn)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(kāi)關(guān)電感單元應(yīng)用到二次型Boost變換器中,得到了開(kāi)關(guān)電感二次型Boost變換器。與二次型Boost變換器相比,開(kāi)關(guān)電感二次型Boost變換器具有更高的電壓增益,流過(guò)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(kāi)關(guān)電感二次型Boost展開(kāi)了研究。首先,在分析二次型Boost變換器和開(kāi)關(guān)電感Boost變換器的特性的基礎(chǔ)上,提出了開(kāi)關(guān)電感二次型Boost變換器;詳細(xì)分析了開(kāi)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(yàn)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(shí)變換器的小信號(hào)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(duì)占空比的傳遞函數(shù),對(duì)其進(jìn)行了頻域分析,為開(kāi)關(guān)電感二次型Boost變換器控制器的設(shè)計(jì)提供了理論指導(dǎo)。其次,建立了開(kāi)關(guān)電感二次型Boost變換器的EL和PCHD數(shù)學(xué)模型,利用無(wú)源控制理論設(shè)計(jì)了變換器的無(wú)源電流控制器,為了消除系統(tǒng)靜差,設(shè)計(jì)了電壓外環(huán)PI控制器為無(wú)源電流控制器提供期望電流,形成了開(kāi)關(guān)電感二次型Boost變換器的混合無(wú)源控制策略;進(jìn)行了仿真研究,仿真結(jié)果表明,無(wú)源混合控制策略可使開(kāi)關(guān)電感二次型Boost變換器具有良好的動(dòng)、靜態(tài)性能。再次,對(duì)開(kāi)關(guān)電感二次型Boost變換器進(jìn)行了參數(shù)設(shè)計(jì)和性能分析,給出了開(kāi)關(guān)電感二次型Boost變換器電感、電容參數(shù)計(jì)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(duì)比分析了幾種典型的升壓變換器升壓能力,對(duì)比結(jié)果表明開(kāi)關(guān)電感二次型Boost變換器具有較強(qiáng)的升壓能力;與二次型Boost變換器輸入電感相比,開(kāi)關(guān)電感二次型Boost變換器輸入電感量更小,流過(guò)輸入電感的平均電流較小。最后,設(shè)計(jì)了開(kāi)關(guān)電感二次型Boost變換器的原理樣機(jī),完成了原理樣機(jī)調(diào)試;在樣機(jī)上,進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析。
【學(xué)位授予單位】：北京信息科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM46

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本文編號(hào)：1229302