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

【摘要】：在新能源的開(kāi)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(duì)環(huán)境不造成污染,應(yīng)用也不受地域限制等諸多優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛關(guān)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(fù)載影響其動(dòng)態(tài)特性很差,通常需要在其輸出端加入一級(jí)DC/DC變換器改善工作性能。在交直流微電網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)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(diǎn)。針對(duì)以上功能要求,本文具體設(shè)計(jì)了一臺(tái)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(jī),在此基礎(chǔ)上對(duì)其工作特性展開(kāi)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(shè)計(jì)指標(biāo)與要求,提出三種可適用的拓?fù)湓O(shè)計(jì)方案,經(jīng)比較最終選定隔離升壓全橋變換器即IBFBC的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),進(jìn)而分析了IBFBC電路的穩(wěn)態(tài)工作機(jī)理。分別對(duì)IBFBC工作中存在的啟動(dòng)問(wèn)題、變壓器漏感問(wèn)題以及升壓電感磁復(fù)位問(wèn)題展開(kāi)研究,分析其成因并對(duì)解決方案進(jìn)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(gòu)設(shè)計(jì)。在主電路架構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,根據(jù)指標(biāo)要求對(duì)IBFBC的主電路中的功率MOS管和整流二極管進(jìn)行選型設(shè)計(jì),詳細(xì)計(jì)算了高頻變壓器、升壓電感以及其他無(wú)源功率器件的參數(shù)。進(jìn)而設(shè)計(jì)了以DSP 28335為主控芯片的數(shù)字控制器的硬件電路,具體設(shè)計(jì)了PWM驅(qū)動(dòng)電路、AD轉(zhuǎn)換電路和通訊電路等,并詳細(xì)分析了各電路的設(shè)計(jì)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(hào)模型基礎(chǔ)上,借助于Matlab/Simulink仿真工具,從控制理論角度研究了IBFBC的動(dòng)、靜態(tài)特征,并采用PID校正控制改善系統(tǒng)性能。運(yùn)用Saber仿真則驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)的軟啟動(dòng)控制算法的可行性和可操作性。進(jìn)而進(jìn)行了數(shù)字控制器的軟件總體方案設(shè)計(jì),分別對(duì)主程序、PWM、ADC進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)。最終完成3kW燃料電池DC/DC變換器樣機(jī)的搭建,并進(jìn)行測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,帶有源鉗位的IBFBC設(shè)計(jì)方案在理論與實(shí)踐上都具有可行性,并且能夠滿足交直流微電網(wǎng)對(duì)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(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM46;TM911.4

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1860804