多相升压式半桥变换器的研究

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1、硕士学位论文多相升压式半桥变换器的研究RESEARCHONMULTIPHASESTEP-UPHALF-BRIDGECONVERTER王鑫烁哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TM461学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开工程硕士学位论文多相升压式半桥变换器的研究硕士研究生：王鑫烁导师：张东来教授申请学位：工程硕士学科：电气工程所在单位：深圳研究生院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TM461U.D.C:621.3Adissertationsubmittedinparti

2、alfulfillmentoftherequirementsfortheprofessionaldegreeofMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONMULTIPHASESTEP-UPHALF-BRIDGECONVERTERCandidate：WangXinshuoSupervisor：Prof.ZhangDonglaiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ElectricalEngineeringAffiliation：ShenzhenGra

3、duateSchoolDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology摘要摘要在新能源领域，存在很多低压大电流的输入源，燃料电池是一种很典型的低压大电流输入源。本文首先根据燃料电池供电系统的基本特性和要求，结合国内外相关学者的研究成果，调研多相大功率隔离型升压型功率变换器的研究现状，对比，分析和总结了多相隔离型变换器的拓扑形式，基本调制方式，提高效率的软开关方法，整流方式等。本文首先基于燃料电池供电系统，设计了适合于燃料电池等低压大电流

4、输入源的前级DC/DC变换器，此隔离升压变换器具备较高的直流电压增益和较低的输入电流波动，详细分析了其稳态工作特性和软开关过程.稳态工作过程包括理想情况下的工作模态分析与加入变压器寄生参数后的工作模态分析，软开关过程基于谐振原理，推导开关器件在理论上实现软开关的条件。在稳态分析的基础上，利用状态空间平均法对变换器进行了多状态小信号系统建模，得到变换器控制系统的动态控制模型，并进一步基于经典控制理论对平均电流模式下的升压式半桥变换器进行了电压电流环双闭环控制器的设计，使系统具备符合要求的的动静态性能，最终将理论设计的结果投入matlab平台，仿真验

5、证理论设计的可行性。在理论分析的基础上进行了功率器件选型，磁性元件电感和变压器的设计，电容元件的选型，并进一步设计了电流电压采样电路与开关器件驱动电路。在理论分析和硬件设计的基础上，基于saber仿真软件，搭建变换器仿真模型，观测系统的动静态性能，仿真结果与理论分析相一致，验证了理论设计的合理性。通过900W原理样机实验测试变换器在实际情况下的动静态特性，进一步验证了理论设计的可行性。关键词：升压；开关电源；半桥；多相变换器I目录AbstractInthenewenergyfield,therearemanylow-voltageandhigh-

6、currentinputsources.Thefuelcellisatypicallow-voltageandhigh-currentinputsource.Firstly,accordingtothebasiccharacteristicsandrequirementsofthefuelcellpowersupplysystemandtheresearchresultsofrelatedscholarsathomeandabroad,thispaperstudiesthecurrentresearchstatusofmultiphasehigh

7、powerisolatedboost-typepowerconverters,andcompares,analyzesandsummarizesthemultiphaseisolatedconversions.Thetopologicalformofthedevice,thebasicmodulationmethod,thesoftswitchingmethodtoimproveefficiency,andtherectificationmethod.Firstly,basedonthefuelcellpowersupplysystem,this

8、paperdesignsapre-stageDC/DCconvertersuitableforlow-voltagehigh-curre