下载文档原格式
南京航空航天大学硕士学位论文Buck-Boost变换器的研究姓名：李宇申请学位级别：硕士专业：电机与电器指导教师：王慧贞20060201南京航空航天大学硕士学位论文摘要一种新的高可靠性飞机专用电源系统，需要研制一种大功率宽电压输入范围的DC/DC变换器电源。
在充分考虑不同DC/DC变换器拓扑特点的基础上，本文选用了Buck-Boost作为系统的主电路拓扑。
本文介绍了Buck-Boost电路的工作原理，建立了非理想Buck-Boost平均法的模型，对整个电路进行了单电压闭环参数设计的研究，实现了控制理论中零极点补偿法在电力电子中的应用，建立了闭环小信号模型，总结了设计校正网络的步骤和具体方法。
在利用MATLAB设计出校正网络的传递函数后，又在电路上验证了校正网络参数选择的正确性。
接着，本文给出了540W 27-270VDC/28VDC变换器的设计过程，并进行了损耗分析。
为了使系统能够在宽电压输入范围内稳定正常工作，本文实现了提出的变传递函数系统校正方法在电力电子闭环参数设计中的应用，并与闭环参数设计方法进行了比较，指出了该方法的优点，并通过仿真和实验验证了该方法的正确性。
关键字：Buck-Boost，DC/DC变换器，闭环设计，宽电压输入范围，非理想数学模型iBuck-Boost变换器的研究ABSTRACTDC/DC converter with high power and wide range input voltage was required for more reliable special aero-power systems. Through comparison of characteristics for different DC/DC topologies, Buck-Boost converter was selected as main topology of the power system.The working principle of Buck-Boost is first introduced, and averaging model of non-ideal Buck-Boost converter is established. The design details for voltage loop were given and zero-pole compensation method from classic control theory was applied to the filed of power electronics. Thus, small-signal model of closed-loop was established, with detailed design guidelines for correction network. Base on the above-mentioned analysis and also with the help of MATLAB simulation, transfer function of the correction network was designed. Then experimental results verify correctness of the network’s parameters. Besides, the design procedure and power loss analysis were given for a Buck-Boost converter of 540kW 27-270VDC/28VDC.By using the correction approach of vary-transfer function for designing parameter of closed-loop in the area of power electronics, the system could work reliably under wide range input voltage conditions. Compared with the design method of closed-loop parameter, the advantages of the correction approach of vary-transfer function were highlighted and testified by simulation and experimental results.Keywords: Buck-Boost, DC/DC converter, closed-loop design, wide range input voltage, non-ideal physical modelii承诺书本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得的成果。
第一章绪论航空静止变流器由于具有效率高、体积小、重量轻及可靠性高等优点，美国等先进国家已完全用它取代了传统的旋转变流机。
本章对航空静止变流器和软开关逆变器技术作了回顾，确定正激直流环节软开关静止变流器为本文的研究重点。
§1－1 航空静止变流器的发展现状航空静止变流器是航空电源系统的二次电源，将飞机上28V低压直流电变换为单相115V/400Hz、或三相115V/200V、或三相36V交流电，供机上负载使用。
1－1－1 基本要求静止变流器的基本要求是：可靠性高，成本低，维护方便，体积小、重量轻，电气性能好[1]。
主要电气性能指标有：输出频率稳定，输出电压精度高，动态响应速度快，输出正弦电压失真度低，效率高。
航空的特殊环境也对静止变流器提出了进一步要求，如高度、温度、湿度、振动冲击、抗电磁干扰等等[41]。
随着飞机战斗性能的提高和用电设备的不断增加，对静止变流器也提出了更高的要求。
具有高效、高可靠性、高功率密度、输入与输出之间有电气隔离的变换器才能满足上述要求。
而变换器实现高效、高可靠性、高功率密度的关键是采用高频软开关技术。
1－1－2 硬开关和软开关电路高频工作有助于减小磁性元件和滤波元件的体积和重量，实现高功率密度，加快系统的动、静态调节速度，提高电气性能。
工作频率的提高与功率器件的开关状态－硬开关和软开关相关。
所谓硬开关是指功率器件在同时承受电压和电流的状况下开通和关断，因此开关损耗大。
感性负载关断时引起的电压尖峰和容性负载开通电流使功率器件开关条件恶化，开关应力大。
此外，硬开关电路存在较大的电磁干扰（EMI－Electronic Magnetic Interface）。
开关损耗、开关应力和EMI等因素限制了硬开关电路高频工作。
为改善器件开关状态，在脉宽调制（PWM－Pulse Width Modulation）技术和谐振技术的基础上应运而生软开关技术。
所谓软开关是指功率器件在开通和关断时所承受的电压或流过的电流为零，即实现零电压开关（ZVS－Zero Voltage Switching）或零电流开关（ZCS－Zero Current Switching）。
某型静止变流器多发性故障分析摘要：针对某型静止变流器出现的多发性故障，从产品原理角度分析，找到故障根源，提出了改进措施。
关键词：静止变流器；多发性；故障；改进措施引言静止变流器是仿制美国产品而研制的，用于某型飞机电源系统的供电转换，一架飞机配装两台产品，一主一辅。
利用电子元器件把28V直流电变换成400Hz、115V单相正弦交流电，为飞机相关设备提供交流电源。
近年来随着飞机逐渐进入二次大修，产品故障率增加，严重影响工厂正常的生产任务和产品修理质量，为此对该产品进行重点分析并制定改进措施。
1 故障现象收集、梳理近年来故障信息，归并同类项，多发性故障主要为输出电压异常、频率异常、干扰无线电通信3类故障。
2 原因分析2.1 产品工作原理静止变流器的原理框图如1所示。
它主要由五大部分组成：（1）直流变换电路：先把28V低压直流变换为约185V较高直流电压。
（2）逆变换电路：把185V的直流电压逆变换为400Hz、115V的单相正弦交流电。
（3）内部供电电源及辅助系统：它先把28V直流变换为一个不随输入电压而变的稳定的约为11V直流电压。
在供给一个推挽振荡器。
振荡变压器输出五组各±7.4V的电压分送到变流器的各个部分。
所谓辅助系统是故障显示的处理系统。
（4）驱动电路：它是由四路基本相同的用于驱动逆变换四只功率晶体管的驱动电路。
（5）控制系统：它是全机的控制中心，担负直流变换的脉宽调制、逆变换脉宽调制、全机的保护及反馈信号的综合处理等功能。
图1 静止变流器原理方框图2.2 产品输出电压、频率异常故障分析直流变换电路把28V低压直流电变换为约185V高压直流电，然后经过逆变换电路，当V3-A1、V3-A4功率晶体管导通时，形成波形的正半周：V3-A3、V3-A2功率晶体管导通时，形成波形的负半周，经L-C滤波，把185V的高压直流电，逆变换为400Hz、115V和26V的单相正弦交流电。
当逆变换功率晶体管失效或性能衰减，失去逆变换功能，不能将185V的高压直流电，逆变换为400Hz、115V和26V的单相正弦交流电，则产品输出电压和频率异常。
基于Zeta和SuperBuck的航天用非隔离三端口变换器梁坤磊;穆秀枕;王宏【摘要】基于Zeta变换器和SuperBuck变换器,构造了一种新颖的航天用三端口非隔离变换器.构造的拓扑可以实现光伏、负载和蓄电池之间能量相互流动,避开了Buck-Boost输出负电压问题,同时Zeta和SuperBuck共用了双电感,提高了效率.分析各个模式的增益特性并设计了基于跨导分域控制和最大功率跟踪控制竞争的控制策略,通过PLECS仿真证明了控制策略的有效性.最后,基于TMS320F28335搭建了一台400W样机,实现了对该拓扑的数字控制并验证了拓扑的可行性.%This paper presents a novel three port non-isolated converter based on Zeta converter and SuperBuck converter for space applications. The proposed topology can achieve photovoltaic, load and battery energy flow between each other, and avoid the negative output voltage of the Buck-Boost. Benefit form shared inductor of Zeta and SuperBuck, efficiency can easily be improved. This paper analyses the gain characteristics of each mode and design the control strategy based on competition of transconductance control and the maximum power tracking control strategy. Control strategy is verified by PLECS simulation. Finally, a 400W prototype is built based on TMS320F28335, which realizes the digital control of the topology and verifies the feasibility of the topology.【期刊名称】《电工技术学报》【年(卷),期】2017(032)0z2【总页数】9页(P139-147)【关键词】三端口变换器;Zeta;SuperBuck;跨导控制;数字控制【作者】梁坤磊;穆秀枕;王宏【作者单位】哈尔滨工业大学深圳研究生院深圳 518000;哈尔滨工业大学深圳研究生院深圳 518000;哈尔滨工业大学深圳研究生院深圳 518000【正文语种】中文【中图分类】TM46航天用电源通常是采用直接功率传输方式[1,2]，通过合理的设计，可以让光伏系统工作在最大功率点附近，并且通过顺序开关调节器（Sequential Switching Shunt Regulator, S3R）实现母线电压的全调节。
毕业设计（论文）题目 PWM整流器的设计学院（系）：专业班级：学生姓名：指导教师：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包括任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保障、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权省级优秀学士论文评选机构将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
本学位论文属于1、保密囗，在10年解密后适用本授权书2、不保密囗。
（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：年月日导师签名：年月日本科生毕业设计(论文任务书学生姓名：专业班级：指导教师工作单位设计(论文题目: PWM整流器的设计设计（论文）主要内容：熟悉整流的原理，对整流技术进行综述、比较，并设计出整流器硬件电路和软件程序。
要求完成的主要任务:（1）外文资料翻译不少于20000印刷符；（2）查阅相关文献资料（中文15篇，英文3篇）；（3）掌握整流的原理；（4）撰写开题报告；（5）熟悉整流技术国内外的研究现状、目的意义；（6）对整流技术进行综述、比较；（7）计出整流器硬件电路和软件程序。
；（8）绘制的电气图纸符合国标；（9）撰写的毕业设计（论文）不少于10000汉字。
必读参考书：[1] 王兆安，黄俊.电力电子技术.第4版.北京：机械工业大学出版社，2007[2] 杨荫福，段善旭，朝泽云.电力电子装置及系统.北京：清华大学出版社，2006[3]张崇巍，张兴.PWM整流器及其控制.北京：机械工业大学出版社，2003指导教师签名系主任签名院长签名(章本科学生毕业设计（论文）开题报告20世纪90年代发展起来的智能型功率模块(IPM开创了功率半导体开关器件新的发展方向。
