图 1。8 多相交错 Buck 变换器电路图 

1。3。2。2 双管 Buck-Boost 变换器[11]

 

双管 Buck-Boost 变换器是利用自身的升降压功能是将宽输入电压变为所需 要的输出电压（输出电压介于输入电压范围之内，为后级逆变器提供稳定的电压。 其电路图如图 1。9 所示。

 

 

 

 

 

 

图 1。9  双管 Buck-Boost 变换器电路图

 

以上简单介绍了两种常用的两级 DC-DC 变换器，其相对于前面介绍的单级 变换器具有在宽输入范围方面、效率等更大的优势。但是两级变换器的结构和控 制相对来说比较复杂。 

 

 

 

 

1。4 本文主要研究内容

 

本文主要的研究内容：

 

1） 了 解 光 伏 电 池 的 基 本 原 理 ， 建 立 光 伏 电池 工程 实 用 数 学 模 型 ， 在 Matlab/Simulink 工具上进行模型的搭建，进而对光伏电池的工作特性进行仿 真实验，得到的工作特性曲线与实际工作特性进行比较，从而验证模型的正 确性。

2） 对各种光伏前级直流变换器拓扑结构进行研究，拟选取 Boost 变换器和 Buck- Boost 变换器作为研究对象，对 Boost 变换器和 Buck-Boost 的基本原理进行 深入分析，进而对其中的电感、电容如何取值深入地分析，在后面实验时只 需要设计参数就可以得到电感、电容值。由于 Boost 变换器只具有升压功能， 有时候电压输入会超过所需的输出电压，故需拓展研究 Buck-Boost 变换器， 并进行实验验证。

3） 在探讨 MPPT 的基本原理后，对 MPPT 的各种方法进行研究，分别介绍恒电 压跟踪法、电导增量法和扰动观察法。比较后拟选取扰动观察法作为本次研 究的 MPPT 控制算法，对扰动观察法进行更深入的探讨，并建立仿真模型。文献综述

4） 所有前期工作基本完成，对参数进行设计从而得出变换器的电感、电容值， 得到 Boost 变换器的仿真模型，进而建立 Buck-Boost 变换器的仿真模型。首 先进行 Buck-Boost 变换器宽输入范围的验证，进而对所有仿真模型整合进行 MPPT 静态仿真和动态仿真，并对变换器的负载特性进行初步讨论。

 

 

2 光伏电池的建模与仿真

 

2。1 光伏电池的基本特性

 

目前国内外诸多文献提出的光伏电池等效电路如图 2。1 所示[12]：

 

 

 

图 2。1 光伏电池等效电路

 

根据上图中电压与电流的参考方向，得出普遍使用的光伏电池通用模型如式

（2。1）所示[13]：

 

 

但在真正的光伏电池应用当中， Rsh 的实际值很大，一般数量级为 k。而 Rs 的 实际值很小，一般数量级为 m。由于 Rs 会影响短路电流，但对开路电压基本无 影响； Rsh  直接影响开路电压，但对短路电流基本无影响。因此，将式（2。1）适

 

当简化得：

 

 

另外，还有以下两个公式成立：

 

 

式中：I ，V  为光伏电池的输出电流、电压（A，V）；

 

ns ，np 为光伏电池串联和 Matlab宽输入范围光伏前级直流变换器设计(4):http://www.youerw.com/zidonghua/lunwen_88532.html