大功率多路交织Boost电压转换器控制算法——应用于混合动力汽车

摘要

利用数字开关电源技术设计的Boost电压转换器，是应用于混合动力汽车的稳压网络装置。数字开关电源技术采用高速开关工作方式，是一种新型的设计方法。相对于传统的电压控制器设计，该设计在输出功率、工作效率和响应时间等性能方面具有相当的优势。同时，高性能功率开关器件的出现，推动了数字开关电源技术在电压转换器中的应用。随着混合动力汽车和电动汽车的普及，大功率电压转换器将是未来发展的趋势。
　　论文在Boost电压转换器的发展现状和参照各类开关电源设计的基础上，根据汽车设计的要求，设计出一种应用于混合动力汽车的大功率多路交织Boost电压转换器控制算法。论文主要内容包括Boost电压转换器的功能要求、设计原理、实现方法以及测试方案和测试结果分析。首先，深入研究数字开关电源的设计原理，并提出了Boost电压转换器的设计方案；然后，详细分析电压转换器各模块的功能要求，研究并提出其设计思路和实现方法，据此设计实现电压转换器；最后，制定产品测试方案和功能测试方法，并完成测试工作。
　　研究结果表明，论文设计的Boost电压转换器控制算法达到了电压转换器的性能要求，实现了大功率、小体积、快速响应的高效Boost电压转换器。该Boost电压转换器控制算法采用多路交织控制方式和双反馈环的电流控制模式，设计实现了快速响应的大功率电压转换器。相对于电压控制器的传统设计方法，多路交织的数字开关电源设计实现了大输出功率和高效率的性能，能够满足微型混合动力汽车对电源的要求，具有相当的实际意义和应用价值。

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专用术语注释表

第一章 绪论

1.1 Boost电压转换器简介

1.2开关电源概述

1.3选题和主要研究工作

1.4论文的组织结构

第二章 开关电源控制原理分析

2.1脉宽调制原理

2.2 Buck开关电源

2.3 Boost开关电源

2.4开关电源的控制模式

2.5反馈回路的稳定性分析方法

2.6反馈环路中误差放大器的设计

2.7本章小结

第三章 电压转换器控制算法设计

3.1系统框图设计

3.2状态转移图设计

3.3算法特点分析

3.4本章小结

第四章 电压转换器控制算法实现方法

4.1主程序流程图

4.2反馈补偿网络模块子程序流程图

4.3旁路模块子程序流程图

4.4本章小结

第五章 电压变换器控制算法的实现与验证

5.1 dsPIC高性能芯片简介

5.2 Boost电压转换器控制算法实现

5.3控制算法功能验证

5.4本章小结

第六章 总结与展望

6.1课题总结

6.2未来展望

参考文献

附录 攻读硕士学位期间撰写的论文

致谢