准Z源直流电子负载系统控制技术研究

发布时间：2023-04-11 02:50

　　电子负载被定义为灵活可变的能够满足模拟具体情况下特定的负载阻抗要求的新兴电力电子设备,可以代替某些特定负载来实现不同种类电源的出厂测试功能。电子负载系统通过拓扑和功率器件的配合,能够模拟各种类型的负载特性,满足电源的调试检测要求。本课题为进一步提升直流电子负载系统的升压比和电能高功率因数回馈的技术问题,提出了一种采用单相准Z源拓扑结构的直流电子负载装置。该系统以准Z源拓扑为负载模拟单元,与单相H桥相结合形成了具有高变比升压和高功率因数能量回馈的功能的准Z源直流电子负载技术。从所提出的采用准Z源逆变拓扑的单相直流电子负载结构出发,分析基于简单升压控制技术的系统稳态工作原理。列出系统的统一状态空间方程,在考虑电容与电感自身电阻的前提下推导出稳态电压、电流的关联,获得了准Z源直流电子负载的传递函数模型,用于分析系统稳定性,同时作为实现控制策略的理论依据。期望完成高精度负载模拟以及高功率因数能馈的目标,研究了该系统的负载模拟控制技术以及能量回馈控制技术。根据建立的传递函数模型,提出采用基于电流跟踪控制的负载模拟方式,通过改变直通占空比高精度地跟踪输入电流,采用PI控制方式并给出了相关参数的设计...

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景与研究的目的和意义
    1.2 直流电子负载拓扑与电流跟踪技术研究现状
        1.2.1 直流电子负载拓扑研究现状
        1.2.2 直流电子负载电流跟踪技术研究现状
    1.3 电子负载性能设计依据
    1.4 本课题的主要研究内容
第2章 准Z源逆变拓扑分析
    2.1 升压DC/DC拓扑选择
        2.1.1 传统升压拓扑分析
        2.1.2 高升压比拓扑分析
    2.2 准Z源拓扑分析
        2.2.1 准Z源拓扑工作原理分析
        2.2.2 统一状态空间方程
        2.2.3 动态传递函数模型
    2.3 直通升压调制技术
        2.3.1 简单直通升压调制技术
        2.3.2 恒频直通升压调制技术
        2.3.3 最大直通升压调制技术
    2.4 准Z源直流电子负载损耗分析
        2.4.1 二极管损耗分析
        2.4.2 功率开关损耗分析
        2.4.3 准Z源电感损耗分析
    2.5 本章小结
第3章 负载模拟控制策略及能量回馈控制策略
    3.1 基于电流跟踪控制的负载模拟策略
    3.2 结合直通技术的能量回馈控制策略
        3.2.1 直流母线电压间接控制策略
        3.2.2 结合直通技术的能量回馈控制策略
    3.3 负载模拟模式分析
        3.3.1 静态负载模式分析
        3.3.2 动态负载模式分析
    3.4 本章小结
第4章 系统主电路参数设计与纹波分析
    4.1 SPWM调制方式纹波分析
        4.1.1 SPWM调制电感电流纹波分析
        4.1.2 SPWM调制电容电压纹波分析
        4.1.3 SPWM调制输出电流分析
    4.2 考虑纹波限制的系统主电路参数设计
    4.3 本章小结
第5章 直流电子负载实验平台搭建与验证
    5.1 准Z源直流电子负载实验平台搭建与程序设计
        5.1.1 直流电子负载系统主电路搭建
        5.1.2 控制电路
        5.1.3 采样电路
        5.1.4 驱动电路
        5.1.5 系统程序设计
    5.2 直流电子负载系统负载模拟与能量回馈实验结果分析
        5.2.1 静态模式负载模拟与能量回馈实验
        5.2.2 动态模式负载模拟实验
    5.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果
致谢



本文编号：3789188