航天器一體化電源的三端口DC-DC變換器研究.pdf

1、電源系統(tǒng)作為航天器的核心部分，一直追求高集成度和高可靠性，這便對(duì)電源控制器的架構(gòu)和采用的控制方式提出了要求，一體化電源控制器應(yīng)運(yùn)而生。研究基于航天器一體化電源的三端口DC/DC變換器，有利于進(jìn)一步減小航天電源的體積和重量，達(dá)到更高的功率密度。
　　本文綜合考慮變換器效率和易擴(kuò)展性，討論了五種兩端口升、降壓變換器，在兩端口變換器基礎(chǔ)上疊加雙向Buck電路，得到了本文研究的三端口DC/DC變換器。為了對(duì)三端口DC/DC變換器進(jìn)行穩(wěn)定性

2、分析，利用平均元件模型法對(duì)變換器的升壓模式和降壓模式進(jìn)行了小信號(hào)建模。
　　同時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)最大功率點(diǎn)的可靠跟蹤，本文討論了不同控制電路狀態(tài)下的跟蹤方案，通過(guò)對(duì)比分析，確定了最優(yōu)的控制方案。為了使系統(tǒng)有良好的動(dòng)態(tài)特性和充足的相角裕度，以及實(shí)現(xiàn)MPPT（Maximum Power PointTracker）模式和非MPPT模式的平滑切換，采用了雙閉環(huán)控制策略，并在合適的位置加入間接型MPPT控制方案。通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)證明，采用該方案可以使

3、系統(tǒng)具有好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)和滿意的相角裕度。
　　本文針對(duì)該拓?fù)涮岢隽死么篷詈霞夹g(shù)提高集成度的改進(jìn)設(shè)計(jì)，對(duì)變換器模塊內(nèi)部進(jìn)行了電感耦合設(shè)計(jì)，對(duì)模塊間的電感提出了移相控制的設(shè)計(jì)方案。不僅減輕了電源控制器的重量，提高了功率密度，并且能實(shí)現(xiàn)母線電壓、電池電流的零紋波輸出，使電池壽命得到提高。另外，本文提出了基于FPGA的數(shù)字控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。
　　通過(guò)實(shí)驗(yàn)，三端口DC/DC變換器作為航天器一體化電源，能夠完成在陽(yáng)光區(qū)和地影區(qū)輸出穩(wěn)定母