直流电子负载基本工作模式的实现策略研究毕业论文.doc

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1、直流电子负载基本工作模式的实现策略研究毕业论文目录摘要1AbstractII第1章绪论-1-1.1课题背景及研究的目的和意义-1-1.1.1课题来源-1-1.1.2研究目的-2-1.1.3研究意义-2-1.2国内外电子负载的研究现状及分析-3-1.2.1直流升压电路拓扑的研究现状-3-1.2.2各种负载特性的研究现状-4-1.2.3逆变并网的研究现状-5-1.2.4工程实现与产品现状-5-1.3系统的主要设计思路-6-1.3.1直流升压斩波电路的拓扑结构选择-6-1.3.2负载工作模式的实现-6-1.3.3逆变并网的设计-7-1.4

2、本文主要研究内容-7-第2章直流升压电路的设计-7-2.1直流升压电路拓扑结构选择-8-2.1.1推挽电路拓扑分析-8-2.1.2Boost直流升压斩波电路拓扑分析-9-2.1.3中间抽头电感的DC-DC升压变换器拓扑分析-10-2.1.4电容储能型Cuk电路拓扑分析-11-2.1.5比较分析与小结-13-2.2直流升压电路控制策略的设计-13-2.2.1闭环反馈采用PID环节-13-2.2.2三种控制策略的具体实现方案-14-2.3电容储能型Cuk电路整体分析与仿真验证-15-2.3.1电路设计参数分析-15-2.3.2三种控制策

3、略的电路分析-17-2.3.3直流升压电路整体Simulink仿真验证-18-2.4本章小结-22-第3章逆变并网电路的设计-23-3.1并网逆变器电路拓扑结构设计-23-3.1.1并网逆变器的结构-23-3.1.2滤波器的选择-24-3.1.3并网侧变压器的应用-25-3.2逆变电路的控制策略设计-26-3.2.1滞环电流控制方式-26-3.2.2电压电流共同控制方案-27-3.3逆变电路总体分析与仿真验证-28-3.3.1逆变电路总体分析-28-3.3.2逆变电路总体Simulink仿真验证-28-3.3本章小结-31-第4章系

4、统整体分析与仿真验证-32-4.1系统总体分析-32-4.2系统仿真验证-34-4.3本章小结-41-结论-42-参考文献-43-致谢-45-哈尔滨工业大学本科毕业设计（论文）第1章绪论1.1课题背景及研究的目的和意义1.1.1课题来源现实生活中和工业生产中都离不开各种各样不同性能不同用途的电源，生产这些电源出厂前都要进行相应的性能检验。在对这些电池充电器、AC-DC和DC-DC电源等设备以及功率器件、电池等部件进行性能测试时，都需要对这些设备和部件施加电气负载，传统的方法是利用固定电阻和可变电阻器来充当负载。这种方法存在精度低、可

5、控程度低、易老化、电能损失大等诸多缺点，已经不能适应国家倡导的节能减排、低碳经济的新要求。随着电力电子技术的发展，一种新兴的电子仪器和测试设备——电子负载应运而生，它应用电力电子技术进行负载模拟，将待试设备的输出能量反馈到电网[1]，在完成测试功率实验的前提下，不仅实现了节能减排，还具有很强的操作灵活性[2]。下面表1-1为传统负载与电子负载之间的对比[3-5]：表1-1传统负载与电子负载对比传统负载电子负载电流增大时电阻温度升高，电压电流呈非线性关系，精度低，测试性能不佳完美模拟各种负载性能（恒流、恒阻抗、恒功率），满足电源测试要

6、求测试过程产生巨大的电能损耗除电力电子器件少量开关损耗及线路损耗外，其余能量都能通过逆变电路回馈给电网，节约能源90％以上体积过大，存在散热困难体积较小，由于不消耗功率不存在散热问题功能单一，不可控制状态可控，可实现无级调节元件容易老化，使用不方便寿命较长，方便应用-47-哈尔滨工业大学本科毕业设计（论文）基于电子负载以上的优秀性能，将其更多的应用于电源出厂性能测试已经成为必然的趋势。因此，研究和开发的电能回馈型电子负载技术成为了一项有意义的工作。1.1.2研究目的本次研究任务为分析设计一个能馈型直流电子负载，实现电源性能的测试和能

7、量回馈电网。总体结构如图1-1所示。其中本次设计主要完成直流升压和电源性能测试部分，使之升压至直流350V为逆变并网做准备，并且具有3种负载工作模式：恒定电流模式(CC)、恒定电阻模式(CR)、恒定功率模式(CP)，以满足电源的测试需求；同时完成并网逆变器的设计，使并网电流与电网电压同相，以保证能量能回馈到电网，且电流波形尽可能接近完美的正弦波，减小THD，提升并网质量。图1-1电子负载总体结构具体技术要求：(1)直流电源电压额定值：48VDC；最大波动幅度：±20%；最大波动频率：300Hz。(2)模拟负载精度在直流电源电压的最大

8、波动幅度和最大波动频率范围内均能保证负载电流/阻抗/功率低于2%。(3)变换器输出直流电压400VDC±5%。-47-哈尔滨工业大学本科毕业设计（论文）1.1.3研究意义目前已经有一些电子负载产品开始代替传统负载进行电源性能实验，如可