优秀硕士博士论文基于磁集成电感的交错并联boost变换器研究与设计-答辩版

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1、武汉理工大学硕士学位论文学位论文题目基于磁集成电感的交错并联boost变换器研究与设计英文ResearchandDesignofInterleavedBoost题目basedonCouplingInductor摘要电力电子变换器在新能源发电中占据了重要的地位，对它也提出了越来越高的要求，逐步向着小型化、集成化、高效性、高功率密度等方向发展，磁集成技术就是在这样的背景下提出并发展起来的，是电力电子变换器的重要发展趋势。本文对反向耦合的磁集成电感在10kW交错并联boost变换器中的应用进行了深入研究，包括其在降低稳态电流纹波及

2、提高变换器瞬态响应上的贡献。主要研究内容如下：基于课题要求设计了两相交错并联boost变换器系统结构。在不同占空比下详细分析了其工作机理，计算其电感电流纹波及输入电流纹波。根据电路分析进行了主电路参数设计，包括开关管选型及电感参数计算。在分立电感的交错并联boost变换器基础上，对反向耦合磁集成电感交错并联boost变换器进行了研究分析。通过研究其工作原理得出稳态等效电感模型，得到了电感电流纹波及输入电流纹波表达式，并根据开关网络法对该变换器进行了小信号建模，在MATLAB中仿真对比两种电感结构的系统阶跃响应，最后研究电感结

3、构对其性能的影响及损耗分析，借助Maxwell2D进行了电磁仿真辅助参数设计。完成了磁集成电感交错并联boost样机设计与制作。利用Maxwell2D仿真进行电感参数设计，完成了满足参数要求的磁集成电感设计与制作，并进行自感、互感、耦合系数等的测量。完成控制电路设计，包括电压电流采样电路及通讯电路，并进行软件总体设计。66武汉理工大学硕士学位论文最后，在saber中进行系统仿真，并在实验样机上进行了动静态及效率等的测试。测试结果表明该结构相对于分立电感不论在稳态纹波还是瞬态响应速度方面性能都有了提升，并且磁件体积也大大变小，

4、实现了设计目标。关键词：功率密度，交错并联，磁集成电感，电流纹波，瞬态响应AbstractPowerelectronicconverteroccupiestheimportantpositioninthenewenergypowergeneration,ishigherandhigherdemandsareproposedonit,stepbysteptowardminiaturization,integration,developmentdirection,suchashighefficiency,highpowerden

5、sity,magneticintegrationtechnologyisputforwardinthebackgroundanddevelopment,istheimportantdevelopmenttrendofthepowerelectronicconverter.Inthispaper,thereversecouplingofmagneticintegratedinductanceintheapplicationof10kwstaggeredparallelboostconverterwerestudied,incl

6、udingitsinreducingsteady-statecurrentrippleandimprovethecontributionofconverteronthetransientresponse.Themainresearchcontentisasfollows:Designedbasedontherequirementofsubjecttwointerleavedboostconverterinparallelsystemstructure.Underdifferentdutycyclesareanalyzedin

7、detailitsworkingprinciple,calculationoftheinductorcurrentrippleandinputcurrentripple.Accordingtocircuitanalysistodesignthemaincircuitparameters,includingtheselectionofswitchtubeandinductanceparametersarecalculated.Indiscreteinductancestaggeredparallelboostconverter

8、,basedontheintegrationofmagneticinductancestaggeredparallelboostconverterareanalyzed.Throughstudytheworkingprincipleofthesteadystateequivalentind