二次型Boost變換器研究.pdf

1、近年來，隨著能源危機(jī)和環(huán)境保護(hù)兩大問題的日益嚴(yán)峻，新能源的利用和開發(fā)成為研究熱點(diǎn)，太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)和燃料電池系統(tǒng)等新能源技術(shù)的應(yīng)用對開關(guān)DC-DC變換器的輸入電壓范圍提出了越來越高的要求。變換器級聯(lián)技術(shù)可以有效拓寬開關(guān)DC-DC變換器的輸入電壓范圍，即用兩個(gè)或多個(gè)變換器進(jìn)行級聯(lián)，但隨著變換器級聯(lián)個(gè)數(shù)的增加，將會(huì)帶來開關(guān)管數(shù)量增加和控制回路設(shè)計(jì)復(fù)雜等問題。
　　二次型Boost變換器僅使用一個(gè)開關(guān)管即可實(shí)現(xiàn)與占空比成平方關(guān)系的電壓

2、增益，拓寬了開關(guān)DC-DC變換器的輸入電壓范圍，使其在太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)和燃料電池系統(tǒng)等新能源應(yīng)用領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。根據(jù)二次型Boost變換器輸入電感和儲(chǔ)能電感的工作模式，將其分為了CCM-CCM二次型Boost變換器、CCM-DCM二次型Boost變換器、DCM-CCM二次型Boost變換器以及DCM-DCM二次型Boost變換器，建立了四種變換器的狀態(tài)空間平均等效模型;推導(dǎo)了輸入電感電流、儲(chǔ)能電感電流和輸出電壓對占空比的傳遞函

3、數(shù)并分析了其頻域特性;劃分了二次型Boost變換器工作區(qū)域，為變換器的參數(shù)設(shè)計(jì)提供了理論指導(dǎo)。
　　本論文研究了二次型Boost變換器的能量傳輸模式、輸出電壓紋波和控制器設(shè)計(jì)。根據(jù)儲(chǔ)能電感電流谷值與輸出電流的關(guān)系，分析了二次型Boost變換器在開關(guān)管關(guān)斷期間的能量傳輸模式，并分析了不同能量傳輸模式時(shí)輸出電壓紋波特性;得出了能量傳輸模式的臨界電感值和臨界工作條件;驗(yàn)證了將輸入電感電流和輸出電容電壓作為反饋信號的峰值電流控制策略的可行

4、性，簡化了控制環(huán)路設(shè)計(jì)。
　　本論文通過對二次型Boost變換器開關(guān)狀態(tài)的完整描述，推導(dǎo)了兩個(gè)電感電流邊界，建立了電流控制二次型Boost變換器的分段光滑迭代映射模型。對比分析了以輸入電感電流或儲(chǔ)能電感電流作為電流反饋量的非線性分岔行為。通過穩(wěn)定性和工作模式分析，得到了電流控制二次型Boost變換器從穩(wěn)定的周期1工作狀態(tài)到次諧波振蕩狀態(tài)轉(zhuǎn)移以及從電感電流不連續(xù)導(dǎo)電模式(DCM)到連續(xù)導(dǎo)電模式(CCM)轉(zhuǎn)移的條件，并采用參數(shù)空間映射

5、圖，對二次型Boost變換器的工作狀態(tài)域進(jìn)行了估計(jì)。同時(shí)分析了斜坡補(bǔ)償電流控制二次型Boost變換器的分岔行為、工作狀態(tài)域估計(jì)以及穩(wěn)定性。研究結(jié)果表明，不同的參數(shù)變化有著不同的分岔路由，存在工作模式轉(zhuǎn)移現(xiàn)象，電流控制二次型Boost變換器呈現(xiàn)復(fù)雜的動(dòng)力學(xué)行為。
　　為拓展二次型Boost變換器的應(yīng)用范圍，本論文將二次型Boost變換器應(yīng)用于PFC領(lǐng)域，提出了二次型Boost PFC變換器。對比分析了傳統(tǒng)Boost PFC變換器和二