高电压增益低电流纹波DC_DC变换技术研究.pdf

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1、硕士学位论文高电压增益低电流纹波DC/DC变换技术研究RESEARCHONHIGHVOLTAGEGAINANDLOWCURRENTRIPPLEDC/DCCONVERSIONTECHNOLOGY苗靖雯哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TM46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高电压增益低电流纹波DC/DC变换技术研究硕士研究生：苗靖雯导师：王明彦教授申请学位：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:TM46U.D.C:612.3Adi

2、ssertationsubmittedinpartialfulfillmentoftherequirementsfortheprofessionaldegreeofMasterofEngineeringSTUDYONHIGHVOLTAGEGAINANDLOWCURRENTRIPPLEDC/DCCONVERSIONTECHNOLOGYCandidate：MiaoJingwenSupervisor：Prof.WangMingyanAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ElectricalEngine

3、eringAffiliation：ShenzhenGraduateSchoolDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要燃料电池本身的输出是低电压大电流，通常不能直接应用于电气系统中进行使用，要在其输出端串接一个升压型DC/DC变换器。该升压型DC/DC变换器要能够在较宽输入电压范围内具有较大和稳定的电压增益，同时要具有较低的输入电流纹波，从而将较低等级的直流电压转化为较高等级的直流电压。此外，在拓扑结构和系统控制方

4、面，需要保证燃料电池发电系统的稳定性并具有良好的动静态性能。通过分析交错并联技术以及开关电容和耦合电感的原理和优点，提出输入端交错并联输出端串联的高增益双耦合电感Boost变换器拓扑，该拓扑能够同时实现低输入电流纹波和高增益输出电压。在分析IPOS双耦合电感Boost变换器的工作原理和稳态性能的基础上，以输出功率为800W为例，对主电路中的耦合电感、输出电容、开关电容及开关管与二极管进行合理的参数设计。在系统控制方面，采用状态空间平均法和小信号分析法对主电路进行分析，建立了系统的开环模型，并采用内电流环外电压环的控制结构和平均电流型PWM控制策略，设计合理的补偿网络

5、，使系统满足闭环稳定条件，闭环系统的稳定性和变换器的带负载能力在saber仿真环境下得到了验证。在仿真验证的基础上搭建功率为800W的硬件实验平台重点进行实验，对变换器的稳态性能进行了测试。通过仿真和实际硬件电路实验，验证了本文提出的输入端交错并联输出端串联的双耦合电感Boost变换器拓扑在良好的双闭环控制电路下控制效果良好并且具有较好的带负载能力，系统可以在较宽输入电压范围内的不同工况下同时实现高增益的升压能力和对输入电流纹波的抑制，同时可以保证系统具有良好的动态特性。因此，本文所提出的拓扑能够满足作为燃料电池输出端与负载之间串加的单向升压型DC/DC变换器的性能

6、需求。关键词：交错并联；双耦合电感；Boost变换器；高电压增益；低输入电流纹波-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractTheoutputofthefuelcellislowvoltageandlargecurrent,whichisusuallynotuseddirectlyintheelectricalsystem.ItisnecessarythatthereisaboosttypeDC/DCconvertertoconnecttotheoutputofthefuelcell.TheDC/DCconverterneedtohavealargeands

7、tablevoltagegainandlowerinputcurrentrippleinthewiderinputvoltagerange.Inaddition,intermsofthetopologyandsystemcontrol,itisnecessarytoensurethatthefuelcellpowergenerationsystemhasgooddynamicandstaticperformance.ThedoublecoupledinductorinterleavedBoostconvertertopologyisproposedbyanaly