高变比双向dcdc变换器的研究

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1、；参未交戤万方数据硕士专业学位论文高变比双向DC／DC变换器的研究StudyonBi—directionalDC／DCConvenerwithHighConversionRatio作者：蔺晓红导师：张维戈北京交通大学2014年6月万方数据学位论文版权使用授权书lIIIIIIIIIIIIIIIIIII!tlIIlY2734915本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借

2、阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)导师签名：驯ll≮签字日期：沙-V年6月【7日矿0／巧]，f吆，街朋名年签妒者矽作：文期沦日位字学签万方数据学校代码：10004北京交通大学硕士专业学位论文高变比双向DC／DC变换器的研究密级：公开StudyonBi—directionalDC／DCConverterwithHighConversionRatio作者姓名：蔺晓红导师姓名：张维戈学号：12125860职称：副教授工程硕士专业领域：电气工程学位级别：硕士北

3、京交通大学2014年6月万方数据致谢本论文的工作是在导师张维戈老师的悉心指导下完成的，两年来张维戈老师对我学习和科研上遇到的问题耐心的答疑解惑，在很多方面鼓励和帮助我，身体力行的指引我、培养了我严谨的科研精神；由衷的向张维戈老师表示诚挚的谢意。姜久春教授和李景新老师指导我们从事实验室科研工作，并在学习和生活上给予了很多的关心和帮助，在此向他们表示衷心的感谢。牛利勇老师和黄或老师对我在实验室的工作提出了很多宝贵的意见，对我有很大的帮助，在此表示衷心的感谢。在实验室工作及论文撰写期间，实验室的孙爱国、王冬至等同学给我

4、提出了许多宝贵意见对我启发很大，同时王张婧妍和刘阳等同学对我的论文研究工作提供了热情的帮助，并在生活上给予了我很多帮助，在此向他们表示感谢。特别要感谢我的家人，他们的支持与理解使我可以顺利的完成学业。最后对百忙之中评阅本论文的各位专家表示衷心的感谢。万方数据摘要摘要：高变比的双向DC／DC变换器广泛地应用在电池的充放电系统、电动汽车、不间断电源、光伏发电系统、启动／发电系统和航空电源系统等场合，其重要的性能指标是效率、质量和成本。但是在高频下传统非隔离型双向DC／DC变换器难以取得较大变压比，同时会导致较大的电压

5、电流应力和损耗。为实现非隔离型双向DC／DC变换器的高变比应用，将耦合电感引入非隔离双向DC／DC变换器，实现输入输出电压高变压比和效率的提升。本文首先介绍了非隔离型高电压变比的双向DC／DC变换器的工作原理，对耦合电感进行了设计，并对其主电路参数的进行了分析与设计，在Matlab／Simulink下搭建仿真模型并对该控制策略的有效性进行了验证。本文进一步研究了非隔离型高变压比的双向DC／DC变换器在考虑杂散参数的条件下的数学模型，并得出了变换器在Buck和Boost方向下电流连续时的小信号模型。对其闭环的控制进

6、行了研究，并给出了补偿电路的设计方法。设计了变换器的主电路、控制电路、驱动电路和保护电路，分析了在不同功率流向时高、低压侧开关管的电压应力，并给出了抑制措施。最后分析了高变比不隔离DC／DC双向变换器的数字化控制，选用了DSPTMS320F28335的控制芯片作为控制的核心。论文搭建了功率50W的主控系统硬件实验平台，并在硬件平台的基础上进行系统软件调试，给出了实验波形，实验结果验证了设计和分析的正确性。关键词：高变比耦合电感双向DC／DC变换器小信号模型数字化控制万方数据ABSTACTABSTRACTABSTR

7、ACT：ThehJlghconversionratiobi—directionalDC／DCconverteriswidelyappliedinchargeanddischargebakerysystems，automaticcars，uninterruptiblepowersupplies(uPs)，photovoltaicsystems，generatorsystemsandaeropowersupplies，etc．Theefficiency，qualityandcostarethekeypropertie

8、sfortheseapplications．Anovelcoupled—inductorbi—directionalDC／DCconverterisproposedandanalyzedinthispaper，whichCanovercometheshortageofnon-·isolatedbi—·directionalDC-DCconvertersthatitscon