DC-DC變換器控制的仿真研究與設(shè)計(jì).pdf

1、隨著電力技術(shù)和電子技術(shù)在近幾年得到了快速發(fā)展，開關(guān)電源已應(yīng)用涉及到國(guó)民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的各個(gè)行業(yè)。特別是把 DC/DC變換器作為變換焦點(diǎn)的開關(guān)電源在長(zhǎng)距離數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)辦公自動(dòng)化、儀表工業(yè)控制、軍事及航空航天設(shè)備等各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。其中，雙向 DC/DC變換器在電力系統(tǒng)，航空航天系統(tǒng)、不間斷直流電源、太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)、鋰電池電動(dòng)汽車的電源管理系統(tǒng)等領(lǐng)域的應(yīng)用更為重要。同時(shí)，鋰電池因其具單位體積的輸出功率大，無記憶性，可多次進(jìn)行充放電

2、等優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用于電力蓄能的相關(guān)領(lǐng)域。本文以此為背景開展的研究工作如下：
　　第一，針對(duì)雙向DC/DC變換器進(jìn)行了深入研究。由于雙向轉(zhuǎn)換器DC/DC可以更有效對(duì)鋰離子電池進(jìn)行充放電，降低功耗，減少能源浪費(fèi)。建立了鋰電池模型，并對(duì)由雙向 DC/DC變換器、鋰電池等組成的儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行了充放電仿真研究。
　　第二，對(duì)雙向半橋DC/DC變換器及三相交錯(cuò)雙向DC/DC變換器進(jìn)行了研究。對(duì)升壓模式和降壓模式的開環(huán)、電壓閉環(huán)、電壓電流閉環(huán)、

3、恒流控制及其擾動(dòng)進(jìn)行了分析與仿真，通過仿真結(jié)果驗(yàn)證了控制器相關(guān)參數(shù)（Kp、Ki）設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性；利用MATLAB電力系統(tǒng)仿真軟件對(duì)三相交錯(cuò)雙向DC/DC變換器升壓模式和降壓模式的開環(huán)、電壓閉環(huán)控制進(jìn)行了分析與仿真。
　　第三，對(duì)由雙向 DC/DC與鋰電池等組成的儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行了分析與研究，通過MATLAB電力系統(tǒng)仿真軟件對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)對(duì)鋰電池進(jìn)行了建模與仿真。
　　第四，提出了 DSP+FPGA控制器架構(gòu)整體實(shí)現(xiàn)方案，設(shè)計(jì)了基于 D

4、SP和FPGA的電力電子控制器。DSP+FPGA控制器進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)，包括DSP主控制器、FPGA副控制器、電源電路、復(fù)位電路等。以及基于SFP光模塊的DSP和FPGA光通信方案設(shè)計(jì)，針對(duì)SFP光模塊，DSP內(nèi)置SPI模塊以及FPGA SelectIO模塊等通信系統(tǒng)中各硬件組成部分，給出了DSP和FPGA光通信系統(tǒng)的硬件接口連接。
　　最后將所設(shè)計(jì)的 DSP+FPGA控制器架構(gòu)應(yīng)用到前文研究討論的基于雙向DC/DC變換器的鋰電池充放