【摘 要】
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质子交换膜燃料电池在运行过程中，单片电池的内阻是决定其发电效率的关键参数，也是燃料电池是否正常的最直接反映，所以通过实时测量燃料电池堆的单片电池内阻，对确保燃料电池的安
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质子交换膜燃料电池在运行过程中，单片电池的内阻是决定其发电效率的关键参数，也是燃料电池是否正常的最直接反映，所以通过实时测量燃料电池堆的单片电池内阻，对确保燃料电池的安全、稳定、高效运行具有十分重要的意义。而在燃料电池内阻在线测试系统中，程控交流电流激励源作为整个测试系统的激励源显得尤为关键。本文正是以燃料电池内阻测试用程控交流电流激励源为研究对象，以DSP为核心控制器，通过DC/DC和DC/AC两级功率变换单元的设计，实现了高精度、宽范围的变频调幅正弦交流电流的输出，主要研究内容如下：
介绍了燃料电池内阻测试系统的总体方案，在对多种程控交流电流激励源系统方案进行比较分析的基础上，确定了BUCK直流变换与全桥逆变两级结构的电流激励源总体设计方案。并提出了DC/DC输出电压闭环和DC/AC电感电流与负载电流双电流闭环的三环控制，实现激励源的稳流输出。
设计了程控交流电流激励源硬件电路，包括DC/DC直流转换主电路、DC/AC逆变主电路、信号采集电路、隔离驱动电路和主控制器外围电路等；分析了系统中存在的各种干扰，并提出了相应的抗干扰措施。
详细分析了双极性SPWM、单极性SPWM和倍频单极性SWPM调制方式，并选用了倍频单极性SPWM调制方式。对DC/AC电感电流单闭环控制与DC/AC电感电流和负载电流双闭环控制进行了比较研究，选用电流双环控制作为本设计的控制方案，并通过MATLAB仿真验证了电流双闭环控制的优势。
完成了基于DSP控制器的电流激励源系统软件设计，进行了电流激励源系统实验研究并对实验结果进行了分析，结果表明程控交流电流源系统能实现稳定的正弦电流波形输出，输出频率和幅值可根据设置的参数改变。取得了比较好的控制效果。
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