1. 研究目的与意义（文献综述）

随着我国造船业的不断发展，人们对造船业的可持续发展提出了要求，在如今环境污染严重，不可再生资源枯竭危机如悬顶之剑的时刻，在船舶的制造和使用中开始了对新能源的开发和探索，其中船舶新能源发电引起了行业领域的广泛关注。新能源发电具有很多的优点：第一，新能源很多都是自然界的可再生资源，难以达到穷竭的地步。第二，大多新能源在使用后不会出现副作用，同样不会对环境造成污染。第三，新能源有着巨大的潜力，只要我们积极的发展科学技术，那么新能源发电将会在船舶的使用中发挥出重大的作用。

但是新能源发电发电也有其不能忽视的缺点。以太阳能发电为例，太阳能能量密度低，并且太阳照射受气候的影响很大，长期的雨雪天、阴天、雾天甚至云层的变化都会严重影响系统的发电状态，造成发电电压的不稳定，发出电压的等级低，难以被船舶电气设备直接利用。同样风能发电具有波动性和间歇性的特点，大规模的将风能转化为电流容易发生过电压、过电流、功率供给不足等方面的影响，容易造成对整个电力系统造成破坏。此外船舶电站容量较小且工况复杂，当负载工况变化时，船舶电网电压、频率等出现波动，进而影响新能源发电并网的稳定运行。总之，新能源发电在船舶上的应用并非是一帆风顺的。针对船舶新能源发电电压不稳定，可控性差，电压等级不符合要求等问题，我们需要设计出一套可靠的dc/dc升压系统，对新能源电压进行稳定与等级提升，并且保证当船舶电力系统负荷发生波动时，直流升压系统仍然能够稳定运行，从而使新能源发电能达到船舶日常用电的要求。

环保型和可再生新能源动力船舶是各国船舶行业研究的热点,根据船舶运行的条件、环境状况、船舶的结构以及可再生新能源在船舶中应用的效果和可行性,在船舶中新能源的应用主要有太阳能和风能。新能源发电能否被有效利用的关键是输出电压保持稳定。而开关电源就是维持稳定输出电压的一种电源。

开关电源就是利用现代电力电子技术与微电子技术,控制半导体功率开关器件开通和关断的时间比率,维持稳定输出电压的一种电源。它代表着稳压电源的发展方向,现己成为稳压电源的主流产品。它通过用电子线路组成开关式(方波)电路来达到对电能的转换。开关电源内部关键元器件工作在高频开关状态,本身消耗的能量很低,电源效率可达以上,比普通线性稳压电源提高近一倍。自20世纪50年代，美国宇航局以小型化重量轻为目标而为搭载火箭开发首个开关电源以来，在半个多世纪的发展中，开关电源逐步取代了传统技术制造的相控稳压电源，并广泛应用于电子整机设备中。随着集成电路的发展，开关电源逐渐向集成化方向发展，趋于小型化和模块化。近20年来，集成开关电源沿两个方向发展。第一个方向是对开关电源的控制电路实现集成化。1977年国外首先研制成脉宽调制(pwm)控制器集成电路，美国motorola公司、silicon general公司、unitrode公司等相继推出一系列pwm芯片。近些年来，国外研制出开关频率达1mhz的高速pwm、pfm芯片。第二个方向是实现中、小功率开关电源单片集成化。1994年，美国电源集成公司(power integrations)在世界上率先研制成功三端隔离式pwm型单片开关电源，其属于ac/dc电源变换器。之后相继推出topswitch、topswitch-ii、topswitch-fx、topswitch-gx、peakswitch、linkswitch等系列产品。意-法半导体公司最近也开发出viper100、viper100a、viper100b等中、小功率单片电源系列产品，并得到广泛应用[1]。目前，单片开关电源已形成了几十个系列、数百种产品。单片开关电源自问世以来便显示出强大的生命力，其作为一项颇具发展前景和影响力的新产品，引起了国内外电源界的普遍关注。单片开关电源具有高集成度、高性价比、最简外围电路、最佳性能指标等特点，现己成为开发中小功率开关电源、精密开关电源及开关电源模块的优选集成电路。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 研究内容

dc/dc升压系统作为船舶新能源发电技术中的关键设备，本文主要对比分析boost和cuk两种升压电路的拓扑结构，详细分析其主电路各个元件的工作原理，并基于此提出两种升压系统的控制策略。设计直流升压系统的控制系统，并分别搭建升压电路和控制系统的数学模型。在simulink仿真环境下对新能源boost和cuk升压系统进行建模、参数选择和仿真分析通过观察升压波形验证模型的准确性。对比两种直流升压系统的优缺点并分析其在船舶电力系统中的可行性，为以后船舶新能源的利用奠定理论基础。

2.2研究目标

3. 研究计划与安排

1-3周：查阅国内外文献，完成开题报告

4-5周：翻译5000以上汉字的英文资料，翻译基本准确；

6 周：了解船舶新能源类型；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 袁浩.并联boost变换器建模与控制[d].无锡：江南大学，2009.08.

[2] 孟庆波，崔刚. 基于mattlab的boost-buck chopper的建模与仿真[j]. 信息技术，2012.2.

[3] 王子璐1，吴冉2. 超低功耗boost dc/dc转换器的研究与测试[j]（1．南阳理工学院电子与电气工程学院 南阳 ２． 南阳理工学院计算机与信息工程学院 南阳 ）2016.08.