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1、碩士學(xué)位論文數(shù)字控制雙向全橋DC/DC變換器的研究78AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsFortheDegreeofMasterofEngineeringAStudyofBi-directionalFull-BridgeDC/DCConverterBasedonDigitalControlCandidate:NiuJinHongMajor:PowerElectronicsandElectricDriveSupervisor:Prof.KangYongHuazhongUniv
2、ersityofScienceandTechnologyWuhan,HubeiP.R.China430074April,200678獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除文中已經(jīng)標(biāo)明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。對(duì)本文的研究做出貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者簽名：日期：年月日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：學(xué)校有權(quán)保留并向國家有
3、關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)華中科技大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。保密□，在_____年解密后適用本授權(quán)書。本論文屬于不保密□。（請(qǐng)?jiān)谝陨戏娇騼?nèi)打“√”）學(xué)位論文作者簽名：指導(dǎo)教師簽名：日期：年月日日期：年月日78摘要雙向DC/DC變換器(Bi-directionalDC/DCConverter,BDC)是可雙象限運(yùn)行的直流-直流變換器。該變換器能夠根據(jù)實(shí)際需要調(diào)節(jié)能量的流動(dòng)方向，在功能上相當(dāng)于兩個(gè)單向直流-直流變換器。
4、隨著科技和生產(chǎn)的發(fā)展，對(duì)雙向DC/DC變換器的需求逐漸增多，主要有直流不停電電源系統(tǒng)、航天電源系統(tǒng)、電動(dòng)汽車等應(yīng)用場合。在需要能量雙向流動(dòng)的場合，雙向DC/DC變換器的應(yīng)用可大幅度減輕系統(tǒng)的體積重量和成本，有重要的研究價(jià)值。本文主要研究適用于中大功率場合的數(shù)字控制隔離型雙向全橋DC/DC變換器。本文首先在介紹雙向DC/DC變換器的概念、構(gòu)成方法的基礎(chǔ)上引出雙向全橋DC/DC變換器，該變換器變壓器高壓側(cè)為電壓型全橋結(jié)構(gòu)，接直流母線；低壓側(cè)為電流型全橋結(jié)構(gòu)，接蓄電池。接著介紹雙向全橋DC/DC變換器的工作原理，該變換器有兩種工作模式：充電模式時(shí)，高
5、壓側(cè)開關(guān)管有驅(qū)動(dòng)信號(hào)，低壓側(cè)開關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào)封鎖，工作原理與單向全橋DC/DC變換器類似；放電模式時(shí)低壓側(cè)開關(guān)管有驅(qū)動(dòng)信號(hào)，高壓側(cè)開關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào)封鎖，工作原理與Boost型全橋DC/DC變換器類似。同時(shí)分析了變換器工作過程中存在的占空比損失、開關(guān)管電壓尖鋒、啟動(dòng)控制等問題及相應(yīng)的解決方案。然后用狀態(tài)空間平均法建立變換器的小信號(hào)模型，研究雙向全橋DC/DC變換器的控制模型，分析變換器的閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定性，并給出單閉環(huán)PID控制器的設(shè)計(jì)方法。最后給出一臺(tái)200W雙向全橋DC/DC變換器系統(tǒng)設(shè)計(jì)、軟件流程、數(shù)字PID控制器的實(shí)現(xiàn)方法、及實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析。關(guān)鍵
6、詞：雙向全橋DC/DC變換器充電模式放電模式控制模型數(shù)字PID控制78AbstractBi-directionalDC/DCConverter(BDC)isthetwo-quadrantoperatingDC/DCconverter.ThepowercanflowineitherdirectionbetweentwoDCsources.BDCperformsastwoDC/DCconverters.Withthedevelopmentofthescienceandproduction,BDCisincreasinglyusedinapplica
7、tionssuchasDCuninterruptiblepowersupply,aerospacepowersupply,andauxiliarypowersupplyofelectricvehicles,etc.TheemployingofBDCcanreducethesize,theweight,andthecostofpowersystem.ThisthesisisconcentratedontheresearchofthedigitalcontrolledBi-directional,isolated,full-bridgeDC/DCC
8、onverter.Thisconverterisusallyusedinhighpowerapplications.Inchapterone,thec
