航天器一体化电源的三端口DC/DC变换器研究

发布时间：2020-12-06 04:30

　　电源系统作为航天器的核心部分，一直追求高集成度和高可靠性，这便对电源控制器的架构和采用的控制方式提出了要求，一体化电源控制器应运而生。研究基于航天器一体化电源的三端口DC/DC变换器，有利于进一步减小航天电源的体积和重量，达到更高的功率密度。本文综合考虑变换器效率和易扩展性，讨论了五种两端口升、降压变换器，在两端口变换器基础上叠加双向Buck电路，得到了本文研究的三端口DC/DC变换器。为了对三端口DC/DC变换器进行稳定性分析，利用平均元件模型法对变换器的升压模式和降压模式进行了小信号建模。同时，为了实现最大功率点的可靠跟踪，本文讨论了不同控制电路状态下的跟踪方案，通过对比分析，确定了最优的控制方案。为了使系统有良好的动态特性和充足的相角裕度，以及实现MPPT（Maximum Power PointTracker）模式和非MPPT模式的平滑切换，采用了双闭环控制策略，并在合适的位置加入间接型MPPT控制方案。通过仿真实验证明，采用该方案可以使系统具有好的动态响应和满意的相角裕度。本文针对该拓扑提出了利用磁耦合技术提高集成度的改进设计，对变换器模块内部进行了电感耦合设计，对模块间的电感... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

航天器故障所属分系统

根据上文的分析，对三端口主功率拓扑在 saber 中进行仿真，验证理论的结果是否正确。通过 Matlab 获得三端口变换器的波特图，验证采用双控制策略是否能满足系统稳定性要求。搭建实验平台，通过实验验证三端换器的工作状态，是否能够实现最大功率点跟踪，观测其稳定性和动态响度。2 开环仿真分析2.1 升压和降压模式的仿真三端口变换器有三种工作状态，分别是：1）SA 能量充足，给母线供池根据外部给定值充电；2）SA 给母线供电，多余能量按 SA 能力给电池；3）SA 能量不足，由电池和 SA 同时为母线供电。在 saber 中搭建仿真，升压模式下，SA 设为 80V，同时给母线（100电池（70V）供电，如图 5-1 所示，输出母线电压、电池电压、电感、电电流和电压波形在图 5-2 a)和 b)中给出，其中 L1=L2=L3=80μH，C1=70μF

降压模式电路搭建

【参考文献】：
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本文编号：2900727