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课题10:双向交错并联DCDC变流器设计与仿真
主要性能指标要求:输入线电压10V15V,交流输出功率400W,输出电压48V,电压控制稳态精度为3,输出电压纹波峰峰值为100mv。具体内容:要求学生在深入学习和分析双向交错并联DCDC变换器的组成和工作原理基础上,完成主电路和驱动保护电路的硬件设计与元件选型,并在MATLABSIMULINK平台上,完成控制系统仿真。
摘要
本设计是在双线交错并联DCDC电路结构图的基础上进行主电路和驱动电路,保护电路的硬件设计,并通过对电路参数的计算进行元件选型,并在simuli
k上完成控制系统的仿真。
【关键词】DCDC变换器,驱动电路PWM控制,保护电路

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第一章原理分析
11双向交错并联DCDC变换器工作模式分析
Boost工作模式该模式下电路的等效电路图如下图所示:
该电路的作用把低压端储存的能量通过Boost电路变换成电压较高、稳定的直流电源。此时S3和S4工作,Csuper(Vi
)放电。由于变换器在启动时功率较大,而超级电容的电压又较低,故其放电电流较大,进而两路电感电流之和在变换器工作于Boost模式时一直处于连续工作状态。而且,当变换器工作在最大功率下时,每一路的电感电流也工作在连续状态。为了简化分析,对变换器工作于最大功率时,作出如下假设:

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(1)两路开关导通占空比相等,即D3D4D,相位差相差180度;(2)两路电感相等,即L1L2L(3)电路已经进入稳态,各个开关周期内电流相等。根据开关管S3、S4占空比D的情况,Boost模式又可以分为3种状态:D05,D05和D05。当D05时,由于开关管的导通时间较短,存在两路的续流二极管同时导通的情况,该状态下个阶段电路的主要波形如图2所示。
图2Boost模式D05时电路主要工作波形
在阶段一中,开关管S3开通,电感L1储存能量;开关管S4关断,D2续流,电感L2释放能量,此阶段有:

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在阶段二中,开关管S3关断,D1续流,电感L1释放能量;开关管S4关断,D2续流,电感L2释放能量,此阶段有:
阶段三和阶段四重复阶段一和阶段二的过程,根据图2和伏秒前平衡原理,可以分别求得电感电流的纹波△iL1、△IL2和超级电容的纹波△isc以及电压增益Ay
当占空比D05时,电路只有两个阶段,开关管S3和S4轮流导通,该状态下的电路阶段过程和各阶段的主要工作波形如图3所示。
图3Boost模式D05时电路的主要工作波形当开关管导通占空比继续增加至大于05之后,将会出现两个开关管同时导通的情况。该状态下一个开关周期的各阶段电路的主要工作r
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