数字型Buck/Boost双向DC-DC变换器的设计

发布时间：2023-05-13 07:32

　　随着社会经济的快速发展,电子信息产业已经渗透到国民经济的各行各业中,电力电子技术作为电子信息行业中的基本技术,发挥着越来越重要的作用。作为电力电子技术领域中的研究热点之一,双向DC-DC变换器由于在实现相同功能的情况下相对于传统的单向DC-DC变换器具有更高的经济性且容易控制,在微电网储能系统、直流不停电电源系统、电力电子变压器、航空航天电源系统等场合中都具有良好的应用价值。本文以应用于微电网储能系统中的双向DC-DC变换器为研究对象,首先介绍了双向DC-DC变换器的研究背景与研究现状,分析了双向DC-DC变换器的各种拓扑结构以及工作原理,选择双向Buck/Boost拓扑进行变换器设计研究,并根据电路设计要求进行电路参数计算及外围硬件电路的设计。为了使变换器电路的功率流向控制符合储能系统中锂电池的充放电要求,文中应用状态空间平均法对双向DC-DC变换器进行小信号建模和环路补偿,并应用Matlab软件对设计的环路补偿结果进行仿真分析,验证了系统设计的稳定性。其次,应用DSP芯片TMS320F28335对变换器进行数字控制,选择合适的采样频率与采样方式进行了软件程序的编写,分别编写ADC、...

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题的背景及意义
    1.2 双向DC-DC变换器的研究概况
    1.3 微电网中的储能系统
        1.3.1 微电网的概述
        1.3.2 储能系统在微电网中的实际应用
    1.4 锂电池的充放电控制方法
    1.5 本文主要研究内容及章节安排
第二章 双向DC-DC变换器拓扑结构选择及控制策略
    2.1 双向DC-DC变换器的拓扑结构及其工作原理
        2.1.1 非隔离型双向DC-DC变换器
        2.1.2 隔离型双向DC-DC变换器
        2.1.3 按基本单元拓扑分类
    2.2 双向DC-DC变换器的控制策略
        2.2.1 电压控制模式
        2.2.2 电流控制模式
    2.3 本章小结
第三章 双向DC-DC变换器的硬件设计及环路补偿
    3.1 总体框架设计
    3.2 主电路硬件设计
        3.2.1 电感参数的计算
        3.2.2 滤波电容
        3.2.3 开关管的选择
    3.3 驱动电路设计
    3.4 采样调理电路的设计
        3.4.1 电压采样电路
        3.4.2 电压跟随器
        3.4.3 巴特沃斯滤波器
    3.5 电源电路的设计
    3.6 补偿环路设计
        3.6.1 双向DC-DC变换器的建模
        3.6.2 双向DC-DC变换器的补偿环路选择
        3.6.3 双向DC-DC变换器的补偿环路设计
    3.7 参数的离散化
    3.8 本章小结
第四章 双向DC-DC变换器软件系统设计
    4.1 软件系统设计的准备
        4.1.1 电路控制策略设计
        4.1.2 控制系统程序流程设计
        4.1.3 采样策略的选取
    4.2 ADC采样程序设计
    4.3 PWM程序设计
        4.3.1 PWM周期与频率
        4.3.2 PWM占空比相关配置
        4.3.3 事件触发模块配置
    4.4 软件设计
    4.5 通信子程序
    4.6 本章小结
第五章 实验验证与结果分析
    5.1 实验电路
    5.2 实验波形与分析
    5.3 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间参加科研情况及获得的学术成果



本文编号：3815507