基于BOOST-BUCK控制器的低压控制系统

论文编号:ZD1306  论文字数:16624,页数:40  附任务书，开题报告，文献综述

基于BOOST-BUCK变换器的低压控制系统
摘要：本文从提高光伏发电系统整体效率的角度出发，以光伏发电系统中电能变换装置作为研究对象，研究光伏发电中的关键技术环节之一 ——光伏阵列的最大功率跟踪点技术。主要研究适用于光伏发电系统的最大功率跟踪变换器的拓扑；研究光伏发电系统的最大功率点跟踪变换器的控制方法。本文在分析研究了几种基于DC/DC变换器的最大功率跟踪算法及各自优缺点和适用场合。在拓扑研究方面，分析研究了Buck、Boost和Boost-Buck电路应用于光伏发电中的优缺点以及适用的最佳功率等级，并对这三种电路的功率损耗进行分析，通过仿真实验进行验证。探讨了把软开关技术、三电平技术应用于光伏发电的可行性，并详细分析了应用于光伏发电系统的Boost-Buck DC/DC变换器电路的换流过程。在理论分析的基础上，将传统的Buck变换器与Boost变换器相结合，采用变换器结合的方式，研究了一种双开关Boost-Buck变换器。该变换器根据输入输出条件，可分别工作于Boost模式，Buck模式和临界模式。与传统的Boost-Buck变换器相比较，具有正极性的输出电压和更宽的输入电压范围。仿真结果表明该电路性能良好。
关键字： 光伏发电系统  Boost-Buck变换器  DC/DC变换器   软开关  三电平
        最大功率跟踪点
The low-pressure starting systems based on boost-buck topology
Abstract: In order to improve the overall efficiency of photovoltaic power generation system, these articles close the conversion devices as a researcher goal and did some researches on the key Technologies of photovoltaic power generation—the maximum power point tracking techno- -logy of photovoltaic array. It did some major researches on the topology applicable to the  maximum power point tracking convector and on its control methods．Analyzing the principle and output characteristics of solar cells，this article introduced several maximum power point tracking algorithms based on the DC／DC convector and their respective advantages and dis- -advantages．On the topology research，this article analyzed the advantages and disadvantages of the Buck and Boost and BUCK-BOOST circuits when they were applied in the photovo- -ltaic power generation and summarized their best applicable power rating．Then it provedThe correctness of Theoretical calculation by simulation. Discussed the feasibility of the appl- -ication of soft-switch and three-level technology using in the photovoltaic power generation and detailed the converter process of the phase—BUCK-BOOST DC/DC converter. through the theoretical analysis，combine a traditional buck converter with a boost converter. The buck-boost converter includes a boost-voltage mode, a buck-voltage mode and a critical working mode in accordance with the input and output conditions. Compared with the tradi- -tional. buck-boost converter, its output voltage is positive and the input voltage ranges are wider. The simulation results prove that the buck-boost converter has good performance.
 Keywords:  PV generation system , buck-boost converter, DC／DC convector, soft-switch,  three-level technology, the maximum power point tracking

目  录
摘要 I
Abstract II
第1章  绪论 1
 1.1 太阳能光伏发电技术简介 1
 1.1.1 太阳能光伏发电的优点 1
 1.1.2 太阳能光伏发电国内外研究现状与发展趋势 1
 1.2 光伏发电系统简介 2
 1.2.1 概述 2
 1.2.2 独立太阳能光伏发电系统 2
 1.2.3 太阳能并网光伏发电系统 5
 1.3 光伏发电的核心技术 9
 1.4 影响光伏发电的主要因素及采取的措施 10
 1.5 本论文的目的和主要工作 10
第2章  光伏发电系统中的DC/DC变换器 12
 2.1 引言 12
 2.2 光伏发电中的DC/DC变换器的特点 12
 2.3降压型BUCK电路 12
 2.3.1 Buck电路的优缺点 13
 2.4升压型BOOST电路 14
 2.4.1 Boost电路的优缺点 15
 2.5升降压斩波电路 15
 2.5.1升降压斩波电路的优点 16
 2.6双开关Buck-Boost斩波电路 16
 2.6.1双开关buck-boost斩波电路的工作原理 17
第3章  系统硬件设计 19
 3.1 控制器系统组成 19
 3.2 DC/DC变换器的参数设计 21
 3.2.1 输入电容C1的设计 21
 3.2.2 输出电容C2的设计 21
 3.2.3 电感L的设计 21
 3.2.4 开关管的设计 22
 3.2.5 二级管的设计 22
 3.3 DC/DC变换器的主电路结构 22
 3.4 DC/DC变换器的控制电路的结构 23
 3.4.1启动电路 23
 3.4.2 调节和驱动电路 24
 3.4.3 电压检测电路 25
 3.4.4 电流检测电路 26
 3.4.5 控制信号发生电路 27
 3.4.6 硬件保护电路 27
第4章 系统软件设计 28
 4.1 TMS320LF2407DSP性能简介 28
 4.2 软件设计框架 29
第5章  结束语 32
参考文献 33
致  谢 35

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