燃料电池电源系统滤波器设计 开题报告

武汉理工大学本科生毕业设计（论文任务书学生姓名李慧洁专业班级自动化0702班指导教师黄亮工作单位自动化学院设计论文题目燃料电池电源系统滤波器设计设计（论文）主要内容了解燃料电池输出特性，以BOOST和BUCK电路为原型，分别建立滤波器数学模型。以BOOST为例输入6080V，输出48V，功率5KW，电压纹波1，电流纹波10；以BUCK为例输入3045V，输出48V，功率5KW，电压纹波1，电流纹波10。在设计好的基础上，进行仿真分析。要求完成的主要任务1学习燃料电池电源系统输出特性；2分析滤波器用磁芯材料的特性及区别；3研究磁滞曲线、工作磁密、磁导率、能量损耗和工作频率等参数之间的联系；4讨论漏感、分布电容及温度等对滤波器的影响；5以BOOST和BUCK电路为原型，分别建立滤波器数学模型；6在MATLAB中进行仿真分析；7撰写毕业设计论文，字数不低于15000；8完成外文文献翻译，字数约为10000左右。必读参考资料1林飞、杜欣著电力电子应用技术的MATLAB仿真北京中国电力出版社，20092ABRAHAMIPRESSMAN著，王志强等译开关电源设计北京电子工业出版社，20103王兆安、黄俊著电力电子技术北京机械工业出版社，20004陈坚著电力电子学电力电子变换和控制技术北京高等教育出版社2004指导教师签名系主任签名院长签名（章）武汉理工大学本科生毕业设计（论文）开题报告1、目的及意义（含国内外的研究现状分析）近些年来，燃料电池电源系统运用的越来越广泛，因为与常规发电相比，燃料电池具有以下优点（1）理论发展效率高，发展潜力大。（2）小型高效，提高供电可靠性。（3）污染物和温室气体排放量较少。（4）低噪声。（5）电池排气中的热量可用多种方法回收。（6）电力质量高。（7）变负荷率高。（8）可用多种燃料。（9）模块化设计。（10）占地面积小。（11）自动化程度高。由于燃料电池具有以上优点，因此现在我们开始研究利用燃料电池进行发电。从燃料电池的静态输出特性中可以看出，随着电流密度的增加，燃料电池输出电压有明显的下降。为了获得所需要的恒定纯净的电压与电流，可采用DC/DC的BUCK和BOOST电路。其中滤波器的设计是很关键的，因为滤波器的主要目的在于抑制高频开关产生的电压和电流纹波。在所有的电子部件中，使用最多，技术最为复杂的要算滤波器了。滤波器的优劣直接决定产品的优劣，所以，对滤波器的研究和生产历来为各国所重视。1917年美国和德国科学家分别发明了LC滤波器，次年导致了美国第一个多路复用系统的出现。20世纪50年代无源滤波器日趋成熟。自60年代起由于计算机技术、集成工艺和材料工业的发展，滤波器发展上了一个新台阶，并且朝着低功耗、高精度、小体积、多功能、稳定可靠和价廉方向努力，其中小体积、多功能、高精度、稳定可靠成为70年代以后的主攻方向。导致RC有源滤波器、数字滤波器、开关电容滤波器和电荷转移器等各种滤波器的飞速发展，到70年代后期，上述几种滤波器的单片集成已被研制出来并得到应用。80年代，致力于各类新型滤波器的研究，努力提高性能并逐渐扩大应用范围。90年代至现在主要致力于把各类滤波器应用于各类产品的开发和研制。当然，对滤波器本身的研究仍在不断进行。我国广泛使用滤波器是50年代后期的事，当时主要用于话路滤波和报路滤波。经过半个世纪的发展，我国滤波器在研制、生产和应用等方面已纳入国际发展步伐，但由于缺少专门研制机构，集成工艺和材料工业跟不上来，使得我国许多新型滤波器的研制应用与国际发展有一段距离。20世纪80年代技术改造一个重大课题是实现各种电子系统全面大规模集成（LSI）。使用最多的滤波器成为“拦路虎”，RC有源滤波器不能实现LSI，无源滤波器和机械滤波器更不用说了，于是，人们只能另辟新径。50年代曾有人提出SCF的概念，由于当时集成工艺不过关，并没有引起人们的重视。1972年，美国一个叫FRIED的科学家发表了用开关和电容模拟电阻R，说SCF的性能只取决于电容之比，与电容绝对值无关，这样才引起人们的重视。1979年一些发达国家单片SCF已成为商品（属于高度保密技术）。现在SC技术已趋成熟。因此滤波器的设计有很广阔的发展前景，其意义也是不言而喻的。2、基本内容和技术方案基本内容了解燃料电池电源系统的特性，为获得稳定的电压，建立了以BUCK和BOOST电路为基本电路的滤波电路，并建立数学模型进行仿真分析。技术方案（1）了解燃料电池电源系统的构成和特性；（2）分析了BUCK电路和BOOST电路干扰来源；（3）计算BUCK电路电感和电容值并进行仿真，看是否符合要求；（4）计算BOOST电路电感和电容值并进行了仿真，看是否符合要求；（5）在计算了电路参数和对电路进行了仿真的基础上，再考虑实际运用中，电感和电容值的选取问题，比如漏感对电感的影响，电感磁芯的选择，分布电容对电容的选择，电压等对电容的影响等。3、进度安排第12周毕业实习，撰写毕业实习报告；第34周翻译外文资料，初步确定方案，完成开题报告；第5周确定最终方案，并进行可行性分析；第68周滤波器各元件参数的计算及计算；第9周中期检查；第1011周综合调试，根据