质子交换膜燃料电池稳压器的设计及仿真

为了使质子交换膜燃料电池输出电压与输出功率能够适应不同的负载，满足实际应用的标

准，设计其稳压器具有重要意义。因质子交换膜燃料电池输出电流为直流电，通常采用

DC/DC 变换器作为质子交换膜燃料电池的稳压器。

本文主要包括以下几方面的内容：

(1)

概述了研究质子交换膜燃料电池稳压器的目的意义与研究现状。

(2)

设计了以 Boost 变换器作为稳压器，并采用 PI 控制策略对稳压器进行控制，对基

于 PI 控制的 Boost 变换器进行了理论推导、参数整定与稳定性分析，分析结果表明此系统

稳定。

(3) 基于 Matlab/Simulink 建立了质子交换膜燃料电池及稳压器的仿真模型，在基于 PI

控制电压调节与电流调节两种调节模式下，对稳压器处于不同工作情况的仿真结果进行分

析，结果表明稳态误差最大不超过 1%，基于 PI 控制的燃料电池稳压器能够达到理想的工

作效果。

(4) 利用 Boost 变换器模块、直流电源等实验器材，基于 Arduino 与 Labview 的串口通

信，进行电压、电流采样与脉宽调节信号的输出，对控制系统进行实验验证，实验结果表

明基于 PI 控制的 Boost 变换器的输出电压、电感电流在调节的快速性、稳定性和稳态误差

方面能够较好的满足给定的使用要求。

关键词：质子交换膜燃料电池，Boost 变换器，PI 控制

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