开关电感二次型Boost变换器研究

发布时间：2017-11-26 09:15

  本文关键词：开关电感二次型Boost变换器研究

  更多相关文章： 高增益 二次型Boost变换器 开关电感 无源控制

【摘要】：随着太阳能和燃料电池等新能源的发展和推广,高增益、宽输入范围的DC/DC变换器作为光伏发电系统和燃料电池发电系统的一部分,成为研究热点之一。本文在总结现有的非隔离高增益DC/DC变换器的基础上,将开关电感单元应用到二次型Boost变换器中,得到了开关电感二次型Boost变换器。与二次型Boost变换器相比,开关电感二次型Boost变换器具有更高的电压增益,流过输入电感的电流更小,符合新能源领域对DC/DC变换器要求。本文围绕开关电感二次型Boost展开了研究。首先,在分析二次型Boost变换器和开关电感Boost变换器的特性的基础上,提出了开关电感二次型Boost变换器;详细分析了开关电感二次型Boost变换器的工作原理,得出了变换器的升压比,仿真验证了理论分析的正确性;利用状态空间平均法建立了输入电感L1=L2时变换器的小信号交流模型,分别推导出输出电压,输入电感电流和电感L3电流对占空比的传递函数,对其进行了频域分析,为开关电感二次型Boost变换器控制器的设计提供了理论指导。其次,建立了开关电感二次型Boost变换器的EL和PCHD数学模型,利用无源控制理论设计了变换器的无源电流控制器,为了消除系统静差,设计了电压外环PI控制器为无源电流控制器提供期望电流,形成了开关电感二次型Boost变换器的混合无源控制策略;进行了仿真研究,仿真结果表明,无源混合控制策略可使开关电感二次型Boost变换器具有良好的动、静态性能。再次,对开关电感二次型Boost变换器进行了参数设计和性能分析,给出了开关电感二次型Boost变换器电感、电容参数计算公式,分析了变换器半导体器件的电压、电流应力,为变换器硬件电路器件选择提供了指导;对比分析了几种典型的升压变换器升压能力,对比结果表明开关电感二次型Boost变换器具有较强的升压能力;与二次型Boost变换器输入电感相比,开关电感二次型Boost变换器输入电感量更小,流过输入电感的平均电流较小。最后,设计了开关电感二次型Boost变换器的原理样机,完成了原理样机调试;在样机上,进行了实验研究,并对实验结果进行了分析。
【学位授予单位】：北京信息科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM46

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本文编号：1229302