本文選題：燃料電池 + IBFBC��； 參考：《武漢理工大學》2015年碩士論文

【摘要】：在新能源的開發(fā)和利用中,燃料電池因其具備高工作效率和高功率密度,對環(huán)境不造成污染,應用也不受地域限制等諸多優(yōu)點而得到廣泛關注。但是燃料電池呈現(xiàn)出偏軟的外特性,單體電池的輸出電壓僅在1V左右,而且受負載影響其動態(tài)特性很差,通常需要在其輸出端加入一級DC/DC變換器改善工作性能。在交直流微電網(wǎng)的應用領域下,燃料電池DC/DC變換器則必須具備寬輸入電壓范圍、大升壓變比、高效率以及電氣隔離的特點。針對以上功能要求,本文具體設計了一臺用于交直流微電網(wǎng)系統(tǒng)的3kW燃料電池DC/DC變換器樣機,在此基礎上對其工作特性展開研究。本文主要工作內(nèi)容如下:首先明確3kW燃料電池DC/DC變換器的設計指標與要求,提出三種可適用的拓撲設計方案,經(jīng)比較最終選定隔離升壓全橋變換器即IBFBC的拓撲結構,進而分析了IBFBC電路的穩(wěn)態(tài)工作機理。分別對IBFBC工作中存在的啟動問題、變壓器漏感問題以及升壓電感磁復位問題展開研究,分析其成因并對解決方案進行比較分析。綜合各方面確定采用帶有源鉗位的IBFBC主電路架構設計。在主電路架構設計的基礎上,根據(jù)指標要求對IBFBC的主電路中的功率MOS管和整流二極管進行選型設計,詳細計算了高頻變壓器、升壓電感以及其他無源功率器件的參數(shù)。進而設計了以DSP 28335為主控芯片的數(shù)字控制器的硬件電路,具體設計了PWM驅(qū)動電路、AD轉(zhuǎn)換電路和通訊電路等,并詳細分析了各電路的設計原理及參數(shù)選擇依據(jù)。在建立起IBFBC的狀態(tài)空間平均模型和交流小信號模型基礎上,借助于Matlab/Simulink仿真工具,從控制理論角度研究了IBFBC的動、靜態(tài)特征,并采用PID校正控制改善系統(tǒng)性能。運用Saber仿真則驗證了所設計的軟啟動控制算法的可行性和可操作性。進而進行了數(shù)字控制器的軟件總體方案設計,分別對主程序、PWM、ADC進行軟件設計。最終完成3kW燃料電池DC/DC變換器樣機的搭建,并進行測試。實驗結果表明,帶有源鉗位的IBFBC設計方案在理論與實踐上都具有可行性,并且能夠滿足交直流微電網(wǎng)對燃料電池DC/DC變換器寬輸入、大升壓、高效隔離的性能要求。
[Abstract]:In the development and utilization of new energy sources , the fuel cell has attracted wide attention because of its high working efficiency and high power density , which has no pollution to the environment and is not subject to geographical limitation .

【學位授予單位】：武漢理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM46;TM911.4

【參考文獻】

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本文編號：1860804