双向高效率DCDC变换器的研究--优秀毕业论文

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1、硕士学位论文双向高效率DC-DC变换器的研究THERESEARCHONHIGH-EFFICIENCYBIDIRECTIONALDC-DCCONVERTER谷雨哈尔滨工业大学2011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：公开工学硕士学位论文双向高效率DC-DC变换器的研究硕士研究生：谷雨导师：张东来教授申请学位：工学硕士学科：电气工程所在单位：深圳研究生院答辩日期：2011年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TM46U.D.C:621.3Disse

2、rtationfortheMasterDegreeinEngineeringTHERESEARCHONHIGH-EFFICIENCYBIDIRECTIONALDC-DCCONVERTERCandidate：GuYuSupervisor：Prof.ZhangDonglaiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ElectricalEngineeringAffiliation：ShenzhenGraduateSchoolDateofDefence：Jun

3、e,2011Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要航天器电源系统的性能是决定航天器任务成败的重要因素之一。在广泛使用的太阳能阵列―蓄电池组电源系统中，采用双向DC-DC变换器以取代传统独立的蓄电池充、放电模块可以有效的提高电源系统的功率密度。本课题拟设计一种双向DC-DC变换器及其合适的控制方案，在实际应用过程中，可满足大功率全调节母线电源系统的工作要求。本文详细研究了双向DC-DC变换器的工作特点，最终选择带

4、有耦合电感和阻尼网络的双向Boost拓扑结构以及电流内环、电压外环的PWM电导控制，在保证母线低电压纹波指标的前提下提高了变换器的功率等级，降低了变换器的体积、重量和成本。在分析双向耦合电感Boost变换器的工作状态后，确定了主功率拓扑的参数值；针对控制需要设计了前馈三角波发生器以及双向电流采样电路；为保证变换器在双向工作下具有较高的稳定性和动态响应特性，计算并验证了变换器补偿网络参数。经过仿真分析，验证了变换器在所选参数下的工作状态及参数指标，并估算了变换器的损耗。针对负载突变等状态对双向DC-DC变换器分别作为蓄电

5、池充、放电调节器时的动态响应及稳态性能进行测试。进行了不同功率下的变换器并联实验，并测试了变换器运行在各种状态下电源系统的工作效率。本课题所做仿真分析和实际电路实验均验证了在太阳能阵列―蓄电池组电源系统中使用双向DC-DC变换器的可行性，在变换器双向能量流动和负载突变条件下，整个电源系统的工作状态稳定，性能良好。关键词：双向DC-DC变换器；蓄电池充放电调节器；耦合电感；PWM电导控制-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractTheperformanceofthespacecraftpowersystemis

6、oneoftheimportantfactorsofthespacecraftmission.Inthewidelyusedsolararrays-batterypowersystem,bi-directionalDC-DCconverterscaneffectivelyimprovethepowersystempowerdensitybyreplacingthetraditionalindependentbatterychargeanddischargemodules.Theprojectintendstodesig

7、nabi-directionalDC-DCconvertertomeetalltherequirementsintheactualapplicationprocess.Thispaperhasdesignedthehardwarecircuitofthebi-directionalDC-DCconverter.TheinnercurrentloopwithouterloopvoltagePWMconductancecontrolareusedtoenhancedpowerlevelsandreducedtheconve

8、rtersize,weightandcostunderthepremiseensuringlowbusvoltageripple.Afteranalyzingtheworkingstateofbi-directionalBoostconverterwithcoupledinductor,theparametervaluesofth