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用于燃料电池汽车双向DC/DC变换器研究
| 论文题名： | 用于燃料电池汽车双向DC/DC变换器研究 |
| 关键词： | 燃料电池汽车;双向直流-直流变换器;移相倍流;拓扑结构;能量传输效率 |
| 摘要： | 燃料电池汽车零排放量优点使其成为如今各国研究发展的热题，然而燃料电池有着输出特性较软的缺陷，可以在燃料电池上并联一个超级电容以改善其输出特性。超级电容作为一种新型的储能元件有着功率比大、充放电速度快以及循环使用次数多等优点，能够在汽车启动时提供额外的能量并在制动的过程中将回收的能量快速的储存起来。超级电容的电压会随着储存的能量变化而变化，这对需要相对稳定供电的驱动电机产生了不利影响，双向DC/DC变换器可以通过改变开关管驱动波形来实现能量高效的双向流动，因而能够优化电机控制以及改善燃料电池汽车动力输出特性。 本文分析了几种双向DC/DC变换拓扑优缺点，最终选择移相全桥倍流整流拓扑来实现能量的双向流动分析了并拓扑原理和相关参数的设计。在分析原理时采用状态空间平均法进行小信号建模，在此基础上得出传递函数并进行闭环控制，选择PID补偿器来提高系统输出的稳定性并用MATLAB绘制补偿前后系统开环传递函数Bode图，接着研究了电路在正反向工作中实现同步整流驱动信号的调制方法并重点介绍了全桥电路移相控制信号的生成。第四章详细讲述了系统控制的数字实现，给出了采样电路以及程序流程图，这里采用TI公司生产的TMS320F28335芯片对系统的电压电流进行采样、PID算法的数字实现以及驱动波形PWM的输出，F283X系列DSP在原系列定点DSP基础上增加了浮点运算，在处理速度以及精度方面都更加适合要求较高的领域。第五章介绍了变换器输入端和输出端的滤波器设计，并通过有源箝位抑制了反向工作时开关管关断时会出现的尖峰电压，最后基于理论计算搭建了一台功率为400W的样机进行测试，实验结果表明样机在正向和反向输出时均能输出较为稳定的电压波形，并在一定负载时有着很高的能量传输效率。 |
| 作者： | 魏星 |
| 专业： | 控制理论与控制工程 |
| 导师： | 黄洪全 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 广西大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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