摘要针对光伏发电系统中前级直流变换器，研究关于宽输入电压范围的 DC-DC 变 换器。首先详细介绍了各种变换器的拓扑结构，对 DC-DC 变换器的研究现状进行 了介绍。 研究了一种光伏电池工程实用数学模型， 并对光伏阵列进行了 Matlab/Simulink 的建模仿真。然后选取了 Boost 变换器和 Buck-Boost 变换器 作为研究对象，分析了其工作原理，对变换器进行了设计。再而对最大功率点跟 踪技术进行了理论分析，建立了基于定步长扰动观察法的 MPPT 控制算法的 Matlab/Simulink 仿真模型。最后对所有模型进行整合，第一步对变换器宽输入 范围进行仿真验证，第二步进行了 MPPT 静态仿真和动态仿真，验证了所设计 DC- DC 变换器满足宽输入范围且能有效地在 MPPT 时工作。并对变换器的负载特性做 了初步分析。 77076

毕业论文关键词 宽输入范围 DC-DC 变换器 光伏阵列 MPPT 负载特性

Title A design for PV DC-DC converter with wide input range

Abstract Focused on the PV DC-DC converter, a wide input range of DC-DC converter is researched。 First, the various converter topologies and research status of DC-DC converter is introduced。 Then, a practical mathematical model of photovoltaic cell is studied, the simulation model is constructed in Matlab/Simulink environment。 The Boost converter and Buck-Boost converter is selected as the research object, its working principle is analyzed and it has been designed。 The maximum power point tracking technology is analyzed, the MPPT simulation model based on fixed step disturbance observation method is constructed in Matlab/Simulink environment。 Finally, the integration of all models, the first step simulation proved the wide input range of DC-DC converter, the second step MPPT static and dynamic simulation has been done, the simulation is verified the DC-DC converter is designed to meet a wide input range and can efficiently MPPT operation。 And load characteristics of the converter has been preliminary analyzed。 

Keywords Wide input range, DC-DC converter, Photovoltaic array, MPPT, Load characteristics。 

目 次

1 绪论。。 1 

1。1 课题的研究背景及意义。。 1 

1。2 光伏发电系统概述 1 

1。3 光伏系统中直流变换器概述。 3 

1。4 本文主要研究内容 7 

2 光伏电池的建模与仿真。 8 

2。1 光伏电池的基本特性。 8 

2。2 光伏电池工程数学模型。。 9 

2。3 光伏电池 Simulink 仿真及结果 11 

2。4 本章小结。 13 

3 Buck-Boost 变换器的设计  14 

3。1 Boost 变换器的工作原理 。。 14 

3。2 Buck-Boost 变换器的工作原理  17 

3。3 Buck-Boost 变换器的设计 。 19 

3。4 本章小结。 22 

4 MPPT 最大功率点跟踪技术  24 

4。1 MPPT 基本原理 。。 24 

4。2 常用的 MPPT 控制算法。。 26 

4。3 扰动观察法的 Simulink 实现。。 32 

4。4 本章小结。 33 

5 仿真实验结果的分析与讨论。。 34 

5。1 宽输入范围的仿真分析。 36 

5。2 Boost 变换器的 MPPT 仿真分析  38 

5。3 Buck-Boost 变换器的 MPPT 仿真分析 。 50 

第 II 页