蓄电池并网发电系统前级DC-DC的研制

  目前，集成PWM开关电源已在通讯、电子计算机等领域获得了广泛应用。为适应便携式电子产品对电源提出的性能要求，开关电源必须以高效率、高精度、小体积为主要方向发展。采用平均电流控制的PWM开关电源具有比较高的控制精度，与其它采用电压、电流双闭环控制的开关电源一样，需要采取措施保证系统的稳定性，并在稳定性和瞬态特性之间进行折中[20]。本文从系统的重要传递函数分析入手，探讨如何设计一个能稳定工作，并保持瞬态响应足够快的基于平均电流控制的PWM降压开关电源系统。具体设计流程为：首先推导出工作于CCM下降压开关电源功率级的主要传递函数，建立起适用于该系统的完整的复频域框图，最后，通过Simulink的建模、分析，完成系统级设计[1]。为验证系统设计的结果，本文采用esmch0．6u m工艺，对控制电路的主要模块进行了电路设计，并由这些模块构建起系统。Hspice仿真结果表明，该系统能稳定运行，并满足设计指标的要求。
关键词：：开关电源；电压控制模式；电流控制模式；补偿网络；仿真
目录
摘要 1
Abstract 1
目录 2
1 绪论 4
1.1 本文的研究背景及意义 4
1.2 国内外研究现状 4
1.3 论文的主要研究内容 6
2 蓄电池并网发电系统整体设计 7
2.1 蓄电池并网发电系统结构图 7
2.2. DC/DC升压电路设计 7
2.3 DC/AC逆变单元 9
2.4 CAN总线介绍 9
3 主电路元器件参数的设计和选择 10
3.1 主电路元器件参数的计算 10
3.2 输出滤波电路电感参数的计算 11
3.3 输出滤波电容的设计 11
3.4 主功率管的选择 12
3.4.1 开关管的选择 12
3.4.2 输出整流二极管的选择 12
3.4.3 换向二极管的选择 12
3.5 串联电容C值的确定 12
3.6 高频变压器的选择 13
3.7 主电路仿真 13
3.7.1 调节占空比得到的不同的输出电压 13
3.7.2 恒定占空比，L值不同时对输出电压的影响 16
3.7.3 RL取不同值时，输出电压瞬态响应分析 18
3.7.4 输入电压不同时，输出电压瞬态响应 19
4 DC/DC变换器控制方法研究 21
4.1 电压控制型PWM开关电源 22
4.2 峰值电流控制PWM开关电源 23
4.3 平均电流模式全桥DC/DC变换器系统设计 24
4.4 双环开关调节系统的等效分析法 26
4.4.1 电流控制器及设计 26
4.4.2 等效功率级设计 30
4.4.3 电压控制器的设计 33
4.5 PID算法实现与仿真 35
4.5.1 PID各控制环节的作用 35
4.5.2 PI参数设计与调整 36
5 MPPT控制 36
6 系统建模与仿真 36
6.2 仿真结果 37
7 结论 37
文献翻译 37
参考文献 37
附件 39
PID控制原理 47
论文的主要研究内容
设计蓄电池并网发电系统，了解蓄电池并网发电系统结构，并对系统前级的直流-直流电力转换部分进行建模仿真设计，发电系统前级直流-直流变换器输入源为蓄电池，电压范围为350-430V，直流-直流变换器输出电压由用户通过CAN总线控制，电压变化范围为540-600V，输出功率10kw，电压纹波<1%。设计直流变换电路，研究PWM控制技术，建立系统模型并仿真；研究电网入网标准，为使后级逆变器能顺利并网，设计控制器，使直流电源输出符合逆变并网要求的直流电压。
要求完成的主要任务:
1、完成不少于2万印刷符，且与选题相关的英文文献翻译工作
2、查阅相关文献资料（论文参考文献不低于中文13篇，英文2篇）
3、撰写开题报告
4、掌握蓄电池并网发电系统基本结构及并网原理，完成系统总体结构设计
5、根据系统要求，完成直流-直流变换主电路和控制电路的硬件设计，主要器件的参数选型。
6、根据并网要求，完成的控制器的控制策略设计。
7、MATLAB建模并完成系统仿真
8、绘制图纸>3张
9、提交设计说明书，不少于10000汉字