【摘要】：隨著電力電子技術和功率半導體器件的飛速發(fā)展,開關變換器的工作頻率不斷提高。諧振變換器采用軟開關方式,相較于PWM變換器采用的硬開關方式,能有效地解決高工作頻率下低轉(zhuǎn)換效率的問題。但是,為實現(xiàn)軟開關而加入的諧振元件會使控制環(huán)路較難穩(wěn)定,因此諧振變換器的控制環(huán)路設計受到了國內(nèi)外研究者的重視。本文首先研究了半橋LLC諧振變換器的工作原理,詳細分析了初級開關管的ZVS及次級整流二極管的ZCS軟開關過程。接著使用基波等效(FHA)的方法簡化LLC諧振電路,利用Matlab軟件對其等效電路進行了仿真,分析了穩(wěn)態(tài)特性。隨后給出了諧振槽諧振元件參數(shù)的設計步驟,并對參數(shù)進行了完整設計。在此基礎上,對半橋LLC諧振變換器采用擴展描述函數(shù)(EDF)的方法進行了小信號建模,利用Matlab軟件仿真驗證了小信號模型,根據(jù)小信號模型的動態(tài)特性曲線,指導設計控制環(huán)路。最后利用PSIM軟件搭建了半橋LLC諧振變換器閉環(huán)系統(tǒng),仿真分析了變換器的穩(wěn)態(tài)性能、動態(tài)性能,并驗證了控制環(huán)路設計的正確性和有效性。仿真驗證表明:所設計的電壓環(huán)和電流環(huán)雙環(huán)控制的半橋LLC諧振變換器,控制環(huán)路的帶寬為10kHz～12kHz,相位裕度大于45°。在全負載范圍內(nèi),實現(xiàn)了開關管和整流二極管的軟開關。負載由空載變?yōu)闈M載的響應時間小于2.8ms、下沖電壓小于1.2%,由滿載變?yōu)榭蛰d的響應時間小于2.9ms、過沖電壓小于1.2%。輸入電壓由420V變?yōu)?60V的響應時間小于2.4ms、下沖電壓小于0.88%,由360V變?yōu)?20V的響應時間小于3.0ms、過沖電壓小于1.0%。所設計的雙環(huán)控制相較于傳統(tǒng)的單電壓環(huán)控制,具有更好的動態(tài)性能。
【圖文】：

出現(xiàn)過零的時刻呈現(xiàn)出周期性，這一特點為軟開關的實現(xiàn)創(chuàng)造了條件。使用諧振電路的逡逑開關變換器，功率ＭＯＳＦＥＴ管可以實現(xiàn)零電壓開關（ＺＶＳ）或零電流開關（ＺＣＳ），如逡逑圖１－１所示為軟開關波形。諧振變換器與使用硬開關方式的ＰＷＭ變換器相比較，其采逡逑用的軟開關方式可以減少ＭＯＳ管的開關損耗，能有效地解決變換器在高工作頻率時，逡逑Ｉ逡逑

并給出變換器諧振槽諧振元件參數(shù)的一般設計步驟。逡逑２．１半橋ＬＬＣ諧振變換器的電路拓撲逡逑如圖２－１所示為典型半橋ＬＬＣ諧振變換器的拓撲結構［２６１［２７］，，主要包括直流電壓源、逡逑半橋開關網(wǎng)絡、諧振槽、理想變壓器、整流電路、濾波電路和輸出負載，其中半橋開關逡逑網(wǎng)絡由上下兩個功率開關ＭＯＳＦＥＴ管Ｑｉ、Ｑ２組成，開關＾４０３管（＾、Ｑ２包括其體二逡逑極管和寄生電容，諧振槽電路由諧振電感Ｌ，．、激磁電感Ｌｍ和諧振電容Ｃｒ這三個諧振元逡逑件構成，整流電路為兩個二極管Ｅｈ、口２構成的全波整流電路。逡逑輸入１邐開關網(wǎng)絡邐Ｉ邋諧振梢邐Ｉ理想變壓器Ｉ整流１濾波Ｉ負載逡逑邐１邐，邐Ｉ邐１１１１逡逑Ｉ邐Ｋ－ｈｒｉ邋Ｉ邐１１１１逡逑Ｉ邋邋１邋Ｑ１邐】【＋邋Ｃ０Ｍｉｌ｜邐ＩＩＩ！逡逑Ｉ邐＾Ｉ邋Ｃｉ．邋Ｌｒ邋Ｉ邐Ｉ邐１邐１逡逑！邋１邐＇＾！邋Ｉ！邋ｃ，４１Ｒｉｖ：ｕｉ逡逑ｉ邋以樸］邋－１邐＿逡逑邐１邐１邐Ｈ￣１邋＾１邋Ｄ２邋Ｉ邐Ｉ逡逑ｉ邐１邐ｉ邐ｉ邐￣邋ｉ邐ｉ逡逑圖２－１典型半橋ＬＬＣ諧振變換器拓撲逡逑為便于理解和設計半橋ＬＬＣ諧振變換器，本節(jié)將首先對其增益特性展開分析。如逡逑圖２－２所示為半橋ＬＬＣ諧振變換器從諧振槽向負載看過去的等效電路圖
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TM46

【參考文獻】

相關期刊論文 前1條

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本文編號：2550449