基于交错并联Buck的空间电源充电技术研究

摘要

开关电源技术的不断发展使蓄电池充电技术取得了重要进步,各种采用开关电源技术的充电变换器被广泛应用于电力推动领域,如电动车、空间电源。在空间电源领域,开关电源主要主要应用于星上负载供电以及电力推进。而蓄电池作为储能设备,在航天器的供电技术中发挥着重要作用。能否充分利用好蓄电池的储能和供电功能,充电技术起着决定性的作用。
　　目前,大部分充电技术都存在充电速度和蓄电池寿命的矛盾。如对于部分已应用的快速充电技术,能够在短时间内对蓄电池完成充电,但缺点的对蓄电池内部结构损害较大,从而影响蓄电池寿命。
　　为提高充电变换器工作效率和功率密度,本文按照空间电源的技术要求,通过对控制系统的研究,设计出了基于交错并联Buck的充电变换器。
　　本文首先针对蓄电池的充电要求,通过分析和比较不同主拓扑的结构特点,确定以两相交错并联Buck电路作为充电变换器的主拓扑。在完成主拓扑电路的参数计算后,对充电变换器进行小信号分析和建模,计算出系统的开环传递函数,然后通过MATLAB仿真,得出系统的开环特性。最后,根据充电变换器的开环特性,设计相应的补偿网络,在此基础上得出完整的电流环和电压环,并通过硬件电路的实现,对充电变换器进行上电调试,检验实际测试结果与理论分析是否一致或相近,指出其中存在的误差或不足。

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第一章 绪 论

1.1 课题研究的背景和意义

1.2 空间电源充电系统

1.3 国内外在空间电源技术领域的研究现状

1.4 本文主要研究的内容

第二章 主拓扑结构及参数设计

2.1 引言

2.2 主拓扑电路的设计

2.3 主拓扑参数计算

2.4 本章小结

第三章 充电变换器小信号建模及分析

3.1 引言

3.2 充电变换器小信号建模

3.3 充电变换器开环系统分析

3.4 本章小结

第四章 充电变换器控制策略的研究

4.1 引言

4.2 电压控制型与电流控制型方式介绍

4.3 充电变换器控制电路设计

4.4 本章小结

第五章 充电变换器的仿真分析与实验结果

5.1 引言

5.2 充电变换器的时域仿真与分析

5.3 实验波形与分析

5.4 本章小结

结论

参考文献

声明

致谢