燃料電池發(fā)電系統(tǒng)前端DC-DC變換器設(shè)計.pdf

1、燃料電池具有很多優(yōu)點(diǎn)，如發(fā)電效率高、功率密度大、環(huán)境友好以及運(yùn)行穩(wěn)定可靠等，使其成為分布式電源系統(tǒng)(包括分布式發(fā)電)最有前景的能源技術(shù)之一。由于燃料電池的電化學(xué)特性，其輸出為隨負(fù)載變化寬范圍變化的不穩(wěn)定的直流電，所以必須配備功率變換器(PCU)，來調(diào)節(jié)、控制和管理電源輸出，以得到符合要求的直流電或交流電能。因此，隨著燃料電池產(chǎn)品與技術(shù)的發(fā)展，針對燃料電池應(yīng)用的電力電子變換裝置與技術(shù)的研究與開發(fā)已成為一項重要的課題。 在中小型燃料

2、電池發(fā)電系統(tǒng)之中，燃料電池整機(jī)輸出一般電壓不高，且電壓隨著負(fù)載的變化而大范圍變化，所以在燃料電池輸出和到電網(wǎng)之間必須有一級是具有升壓、穩(wěn)定電壓功能的高效率電能變換裝置。本文主要就此研究了作為燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的前級的DC/DC變換器。 首先，本論文探討了課題組應(yīng)用的PEMFC的工作原理，得到了電池的輸出特性曲線，然后根據(jù)燃料電池的輸出特性，選擇了兩級燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。然后基于燃料電池的特性，得出前級DC/DC變換器在發(fā)電系統(tǒng)

3、中的主要功能，接著比較了前級DC/DC變換器常見的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，選擇了電壓型移相全橋DC/DC變換器作為一個5kW燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的前級，并對此DC/DC變換器做了詳細(xì)的硬件參數(shù)設(shè)計和控制軟件設(shè)計，實現(xiàn)了輸入電壓85V～120VDC，全功率范圍穩(wěn)定輸出±380VDC供給后級半橋逆變器的功能。此外，變換器還具有軟啟動和過壓過流保護(hù)的功能。然后，論文分析了變換器的損耗分布，提出了提高效率的措施。最后，論文分別給出了前級DC/DC變換器在系統(tǒng)中工