高温环境下并联均流模式DC-DC变换器研究

摘要

随着电力电子技术的发展，电力电子电路越来越广泛地应用在诸如石油、天然气工业、汽车工业、航空航天业等许多领域。这些领域都需要需要电路系统能够可靠地工作在高温环境中。然而，过高的温度是导致电子设备可靠性不良的主要原因如何提高电子设备在高温环境下正常可靠的运行被视为当前关键的技术之一。当功率容量相同时，并联式电源系统相比于单个电源系统有诸如电路温升较低、效率较高、具有冗余特性等优势。当工作在高温环境时，这些优势能有效地提高系统的稳定性和可靠性。然而，电源系统采用并联拓扑时必须解决好负载均流问题。针对在高温环境下 DC-DC并联系统负载均流问题，本文对高温环境下的并联均流模式DC-DC变换器展开研究。
　　首先，本文分析了常见的 DC-DC变换器并联系统的均流方法，并对其原理及特点进行了较为详细地介绍。在对各种均流方法的优缺点进行比较后，针对本系统的高温应用环境，提出选择下垂法作为本系统的均流方案。然后，应用电路平均建模方法，对 DC-DC变换器并联系统进行小信号建模，并针对下垂法，利用所建立的小信号模型下给出了实现均流的设计方法。对下垂法中的两种实现方法：串联电阻法和输出电流反馈法进行了仿真，验证了这两种方法实现均流的理论可行性。通过对比上述两种均流实现方法的优缺点，分析得出输出电流反馈法更适合作为本系统的均流方案。最后，基于输出电流反馈法设计了 DC-DC并联系统，详细地介绍了该均流方法的设计步骤，关键参数的设计方法及电路的具体实现。设计并搭建了基于所提方案的硬件实验测试平台，并在不同的温度环境下对系统进行温度测试，以比较不同的温度对并联系统负载均流效果的影响，通过对实验结果的分析显示各项性能达到了预期的实验效果，验证了本方案能很好的解决高温环境下DC-DC并联系统的负载均流问题。

目录

1 绪论

1.1 课题研究背景与意义

1.2 国内外研究现状

1.3 课题的主要研究内容

2 DC-DC变换器的并联均流方法分析

2.1 均流技术

2.2 高温环境下并联电源系统均流方法的选择

2.3 小结

3 基于输出阻抗法的DC-DC并联系统建模分析

3.1 DC-DC变换器小信号建模

3.2 输出阻抗法的原理及其实现

3.3 基于输出阻抗法的并联系统均流效果分析

3.4 本章小结

4 高温DC-DC并联系统的设计与实验验证

4.1 高温环境下电路的设计方法

4.2 高温环境对DC-DC变换器并联系统设计的影响

4.3 高温环境下DC-DC变换器并联系统的设计

4.4 实验测试验证

4.5 本章小结

5 总结与展望

5.1 全文工作总结

5.2 展望

致谢

参考文献

附录

A. 作者在攻读学位期间发表的论文

B. 作者在攻读学位期间取得的科研成果目录

C. 作者在攻读学位期间取得的奖励和荣誉