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1、基于开关电容网络的直流变换器研究重庆大学硕士学位论文(学术学位)学生姓名：陈复指导教师：侯世英教授专业：电气工程学科门类：工学重庆大学电气工程学院二O一五年四月TheStudyofDC/DCConverterBasedonSwitched-CapacitorNetworkAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheMaster’sDegreeofEngineeringByChenFuSupervisedbyProf.HouShiyingSpe
2、cialty:ElectricalEngineeringSchoolofElectricalEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaApril,2015中文摘要摘要人类在使用化石能源的同时，不可避免的对地球的环境和生态系统造成了巨大破坏。近年来，新能源的开发与利用越来越受到各国政府的重视，同时也得到了众多专家学者的关注。以光伏、燃料电池为代表的新能源发电，其输出端电压较低，无法满足并网逆变器的直流母线端电压要求。因此，研究具有较大电压增益的DC/DC变换器，实现光伏、燃料电池发电系统正常并网，成为当
3、前学术界和工业界的一个研究热点。另外，为了实现性质、幅值和特征不相同的新能源之间的联合发电，多输入DC/DC变换器也显得尤为重要。首先，对现有的高增益DC/DC变换器的研究现状进行了综述，阐述了传统的新能源联合发电系统结构，并从非隔离型与隔离型两个方面入手，对现有的多输入DC/DC变换器进行了分析，根据分析结果对其发展历程进行归纳总结，讨论了多输入DC/DC变换器今后的发展方向。然后，阐述基于开关电容网络的DC/DC变换器构建方法，在电感电流连续导通模式下，对其工作原理、电压增益以及器件电压应力进行了分析；采用状态空间分析法建立了变换器的状态空间平均模型
4、以及小信号扰动模型，推导出输出电压对输入电压传递函数G(s)，对该传递函数的根轨迹以及频域进行了分析，分析结果为基于开关电容网络的多输入DC/DC变换器的稳定性分析提供了理论依据。最后，为了实现多种新能源的优势互补与优先利用，本文通过不同的构建方法，得到了两种基于开关电容网络的多输入DC/DC变换器，然后对其供电特性分别进行了研究，分析了这两种多输入DC/DC变换器的稳定性，并通过仿真研究验证了这两种变换器理论分析的正确性。另外，以基于开关电容网络串联的多输入DC/DC变换器为例，采用交错控制方式搭建了实验样机，实验结果证明了该变换器理论分析与仿真分析的
5、正确性。关键词：新能源，联合发电，多输入，高增益，开关电容I英文摘要ABSTRACTWiththeutilizationoffossilenergybyhuman,inevitably,environmentandecologicalsystemoftheearthhasbeenseriouslydamaged.Inrecentyears,thedevelopmentandutilizationofnewenergyhasattractedmoreandmoreattentionfromgovernmentsallovertheworld,meanwhi
6、le,manyexpertsandscholarsconcernaboutit.Thephotovoltaicandfuelcell,astherepresentativesofthenewenergypowergeneration,havecharacteristicswithlowoutputvoltage,whichcan’tsatisfytherequirementofDClinkbusvoltageofthegridinverter.Therefore,researchesonDC/DCconverterswithhighstep-up,whi
7、chcanhelpphotovoltaicandfuelcellconnecttogridnormally,hasbecomeahot-spotofresearchintheacademiaandindustry.Inaddition,inordertorealizethecombinationgenerationofnewenergywithdifferentcharateristics,amplitudeandfeatures,multi-inputDC/DCconverterisalsoextremelyimportant.Firstly,this
8、papersummarizedtheresearchstatusofhighst
