1、在新能源的開發(fā)和利用中，燃料電池因其具備高工作效率和高功率密度，對環(huán)境不造成污染，應用也不受地域限制等諸多優(yōu)點而得到廣泛關注。但是燃料電池呈現(xiàn)出偏軟的外特性，單體電池的輸出電壓僅在1V左右，而且受負載影響其動態(tài)特性很差，通常需要在其輸出端加入一級DC/DC變換器改善工作性能。在交直流微電網(wǎng)的應用領域下，燃料電池DC/DC變換器則必須具備寬輸入電壓范圍、大升壓變比、高效率以及電氣隔離的特點。針對以上功能要求，本文具體設計了一臺用于交直流微

2、電網(wǎng)系統(tǒng)的3kW燃料電池 DC/DC變換器樣機，在此基礎上對其工作特性展開研究。本文主要工作內(nèi)容如下：
　　首先明確3kW燃料電池 DC/DC變換器的設計指標與要求，提出三種可適用的拓撲設計方案，經(jīng)比較最終選定隔離升壓全橋變換器即IBFBC的拓撲結構，進而分析了IBFBC電路的穩(wěn)態(tài)工作機理。分別對IBFBC工作中存在的啟動問題、變壓器漏感問題以及升壓電感磁復位問題展開研究，分析其成因并對解決方案進行比較分析。綜合各方面確定采用帶有

3、源鉗位的IBFBC主電路架構設計。
　　在主電路架構設計的基礎上，根據(jù)指標要求對IBFBC的主電路中的功率MOS管和整流二極管進行選型設計，詳細計算了高頻變壓器、升壓電感以及其他無源功率器件的參數(shù)。進而設計了以DSP28335為主控芯片的數(shù)字控制器的硬件電路，具體設計了PWM驅(qū)動電路、AD轉(zhuǎn)換電路和通訊電路等，并詳細分析了各電路的設計原理及參數(shù)選擇依據(jù)。
　　在建立起 IBFBC的狀態(tài)空間平均模型和交流小信號模型基礎上，借助

4、于Matlab/Simulink仿真工具，從控制理論角度研究了IBFBC的動、靜態(tài)特征，并采用PID校正控制改善系統(tǒng)性能。運用Saber仿真則驗證了所設計的軟啟動控制算法的可行性和可操作性。進而進行了數(shù)字控制器的軟件總體方案設計，分別對主程序、PWM、ADC進行軟件設計。最終完成3kW燃料電池DC/DC變換器樣機的搭建，并進行測試。實驗結果表明，帶有源鉗位的IBFBC設計方案在理論與實踐上都具有可行性，并且能夠滿足交直流微電網(wǎng)對燃料電池