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题目：
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雅宝题库解析：
大功率升降压DC/DC变换器在可再生能源、大电流快速充放电系统、交通、国防军工等领域应用广泛。随着全社会对降低能耗，节约电能的呼声越来越强烈，降低大功率DC/DC变换器的电能损耗，提高变换器功率转换效率，成为该行业的研究热点之一。在高效大功率升降压DC/DC变换器的设计中，变换器主电路拓扑的设计是非常重要的部分，成功的主电路设计不仅能使变换器拥有较高的效率，而且会简化变换器控制系统的设计，同时提高变换器的可靠性。本文分析了目前常用的几种升降压电路拓扑，分别指出了它们的优点及不足。得出级联式Buck-Boost和Boost-Buck电路拓扑最适用于高效大功率场合。针对级联式电路易出现系统震荡的缺点，提出了一种新颖的适用于高效大功率场合的复合式升降压主电路拓扑。这种复合式主电路拓扑结构上不存在前后级耦合的情况，避免了级联式电路存在的系统易震荡等题目，因此比级联式电路具有更高的可靠性。设计了复合式电路高效工作模式，对其如何实现功率高效率转换以及如何实现升降压功能进行了分析。详细分析了复合式电路以及级联式Buck-Boost电路的工作原理，分析并计算得出了两种电路中的基本关系。分析了DC/DC变换器中二极管，IGBT，变压器，电感等主功率器件的功率损耗原因，并对损耗计算方法进行了分析。计算并对比了额定功率点下复合式升降压电路与级联式Buck-Boost电路的损耗与整机效率。通过分析主功率器件的损耗，提出了几种降低复合式升降压DC/DC变换器损耗，提高变换器效率的方法。研究了高效大功率升降压DC/DC变换器控制系统的软硬件设计，基于DC/DC变换器的主电路设计了变换器的控制策略，介绍了变换器实现恒压或恒流控制及恒压-恒流模式切换的原理，以及变换器实现降压及升压模式的原理。设计了以数字处理器TMS320LF2407A为核心的硬件电路。在软件设计中，采用循环与中断相结合的总体结构，设计了数据采样与处理子程序、CAN通讯子程序等功能模块程序。对大功率复合式升降压DC/DC变换器进行了PSIM建模，并对变换器的控制特性进行了仿真实验。搭建了DC/DC变换器实物样机，并进行了输出开路实验，变工况实验，以及满载实验。各实验结果表明此大功率DC/DC变换器具有效率高（额定功率点大于96%），可靠性高，静动态特性好等优点，其在功率、变换效率、可靠性、静动态特性、控制策略等方面均满足设计技术要求。 |
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发表于 2022-7-26 09:43:41
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