高能效是空調(diào)壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的主要追求目標(biāo)之一。通過應(yīng)用GaN功率器件以及圖騰柱無橋Boost PFC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)能夠有效提高空調(diào)器壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的效率。然而基于GaN功率器件的圖騰柱無橋Boost PFC變換器仍存在技術(shù)難點(diǎn),包括:GaN功率器件在中大功率場(chǎng)合可靠運(yùn)行問題以及PFC變換器輕載條件下高功率因數(shù)控制問題。本文將針對(duì)以上兩個(gè)問題進(jìn)行研究,并給出相應(yīng)解決方法,從而促進(jìn)GaN功率器件在中大功率場(chǎng)合的實(shí)際應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)圖騰柱無橋PFC變換器在全功率范圍內(nèi)均具有較高的功率因數(shù)。為了保證GaN功率器件在大功率場(chǎng)合的可靠運(yùn)行,在研究GaN功率器件驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等效電路的基礎(chǔ)上,通過對(duì)GaN功率器件驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)以實(shí)現(xiàn)其可靠運(yùn)行。由于驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)阻尼比過小,驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)輸出電流產(chǎn)生振蕩,同時(shí)受系統(tǒng)寄生參數(shù)影響會(huì)產(chǎn)生漏源極關(guān)斷過電壓以及柵源極串?dāng)_電壓。研究一種GaN功率器件驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法,通過加入阻尼電阻以提高系統(tǒng)阻尼比,對(duì)輸出電流振蕩加以抑制。并通過優(yōu)化驅(qū)動(dòng)電路布局、加入緩沖電路、減小關(guān)斷電阻、加入反并聯(lián)二極管等方式減小寄生參數(shù)影響,抑制漏源極關(guān)斷電壓尖峰以及驅(qū)動(dòng)串?dāng)_電壓尖峰。搭建基于GaN功率器件... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

輸出電流諧振系統(tǒng)極點(diǎn)圖（無阻尼電阻）

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-15-對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)特征方程和極點(diǎn)為：2122312112CC(LL)sCC（RR)sC+C=0(2-6)222112112231212231223)4()(+),2()2()RRCCRRCCLLCCssLLCCLL（(2-7)加入阻尼電阻后，輸出電流諧振系統(tǒng)極點(diǎn)圖2-6所示。當(dāng)解耦電容為20nF時(shí)，系統(tǒng)阻尼比由0.0373提高至0.969，可以有效地抑制電流振蕩，但是阻尼電阻的引入會(huì)導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)損耗增加。實(shí)軸虛軸C1增加C1=20nF（阻尼比：0.969）C1=2nFC1=2nFC1C=14.6nF1=14.6uF002468×107-2-4-6-8-1-2-3-4×107C1=20nF（阻尼比：0.969）圖2-6輸出電流諧振系統(tǒng)極點(diǎn)圖（增加阻尼電阻）頻率(Hz)幅值(dB)R1增加-150-100-50050450-45-90諧振尖峰諧振頻率無阻尼電阻R1=0ΩR1=1ΩR1=5ΩR1=10ΩR1=25ΩR1=50Ω相位(deg)-135-180-2001051061071081091010R1增加圖2-7輸出電流諧振系統(tǒng)隨阻尼電阻增大的伯德圖為了進(jìn)一步直觀地評(píng)價(jià)阻尼電阻的影響，繪制了如圖2-7所示的不同阻尼電阻下的系統(tǒng)傳遞函數(shù)伯德圖。由圖2-7可以看出伯德圖上對(duì)應(yīng)的諧振峰減小，GaNHEMT驅(qū)動(dòng)模塊輸出電流振蕩得以抑制，阻尼電阻可以有效地抑制系統(tǒng)諧振現(xiàn)象。在低頻區(qū)域，串聯(lián)阻尼電阻對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能影響較校在高頻區(qū)域，

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-15-對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)特征方程和極點(diǎn)為：2122312112CC(LL)sCC（RR)sC+C=0(2-6)222112112231212231223)4()(+),2()2()RRCCRRCCLLCCssLLCCLL（(2-7)加入阻尼電阻后，輸出電流諧振系統(tǒng)極點(diǎn)圖2-6所示。當(dāng)解耦電容為20nF時(shí)，系統(tǒng)阻尼比由0.0373提高至0.969，可以有效地抑制電流振蕩，但是阻尼電阻的引入會(huì)導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)損耗增加。實(shí)軸虛軸C1增加C1=20nF（阻尼比：0.969）C1=2nFC1=2nFC1C=14.6nF1=14.6uF002468×107-2-4-6-8-1-2-3-4×107C1=20nF（阻尼比：0.969）圖2-6輸出電流諧振系統(tǒng)極點(diǎn)圖（增加阻尼電阻）頻率(Hz)幅值(dB)R1增加-150-100-50050450-45-90諧振尖峰諧振頻率無阻尼電阻R1=0ΩR1=1ΩR1=5ΩR1=10ΩR1=25ΩR1=50Ω相位(deg)-135-180-2001051061071081091010R1增加圖2-7輸出電流諧振系統(tǒng)隨阻尼電阻增大的伯德圖為了進(jìn)一步直觀地評(píng)價(jià)阻尼電阻的影響，繪制了如圖2-7所示的不同阻尼電阻下的系統(tǒng)傳遞函數(shù)伯德圖。由圖2-7可以看出伯德圖上對(duì)應(yīng)的諧振峰減小，GaNHEMT驅(qū)動(dòng)模塊輸出電流振蕩得以抑制，阻尼電阻可以有效地抑制系統(tǒng)諧振現(xiàn)象。在低頻區(qū)域，串聯(lián)阻尼電阻對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能影響較校在高頻區(qū)域，

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]一種包含LCD箝位網(wǎng)絡(luò)的零電壓轉(zhuǎn)換半無橋功率因數(shù)校正變換器[J]. 胡瑋,康勇,胡昊,周小寧.  中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2019(03)
[2]基于GaN的高頻Boost PFC整流器設(shè)計(jì)[J]. 韋武,王佳寧.  電力電子技術(shù). 2018(11)
[3]增強(qiáng)型GaN MOSFET與Si MOSFET在單相全橋逆變器中的性能比較[J]. 鄧孝祥,李鵬,戴超凡,楊榮浩.  大功率變流技術(shù). 2017(06)
[4]一種單級(jí)隔離型軟開關(guān)功率因數(shù)校正變換器[J]. 章治國,劉俊良,郭強(qiáng),陳艷.  電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2018(14)
[5]一種高效率無橋雙諧振功率因數(shù)校正變換器[J]. 殷剛,許建平,陳章勇.  電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2017(08)
[6]基于隔離升降壓變換器的單級(jí)軟開關(guān)功率因數(shù)校正變換器[J]. 韓蒙,吳紅飛,邢巖.  中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2017(08)

博士論文
[1]空調(diào)永磁壓縮機(jī)無電解電容驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)研究[D]. 趙楠楠.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2019
[2]無橋PFC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及控制策略研究[D]. 劉桂花.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009

碩士論文
[1]基于V2G的兩級(jí)式雙向AC/DC變換器的研究[D]. 荊磊.浙江大學(xué) 2019
[2]臨界連續(xù)模式高效率無橋PFC整流器研究[D]. 徐厚建.浙江大學(xué) 2018



本文編號(hào)：2977178