發(fā)布時間：2023-06-03 12:31

　　高功率密度和高效率是開關電源永恒的追求。為了在高頻下追求更高的效率,實現(xiàn)功率器件的軟開關是一種必要的手段。目前實現(xiàn)軟開關的主流拓撲多為移相類拓撲和諧振類拓撲。然而,移相全橋拓撲滯后臂的軟開關難以實現(xiàn);更高頻率對更大勵磁電流的需求限制了LLC諧振拓撲的高頻效率;傳統(tǒng)的兩級LLC諧振拓撲無法實現(xiàn)全部功率器件的軟開關。針對上述問題,本文根據(jù)不同的應用需求,利用共用橋臂技術,提出了五種新型拓撲結構,并對這些拓撲的工作原理及相關特性進行了分析和研究。之后通過搭建樣機,對這五種拓撲的特性進行實驗驗證。實驗結果顯示,這五種拓撲的效率和開關頻率相對同類拓撲均有很大的提高。主要創(chuàng)新成果如下:(1)為解決移相全橋拓撲滯后臂軟開關難以實現(xiàn)的問題,提出了全由超前臂組成的移相三橋拓撲結構。通過共用橋臂,組成三個全橋結構的所有三個橋臂均可同時作為超前臂和滯后臂工作。因此,其原邊所有開關管均能在全負載范圍內(nèi)快速地實現(xiàn)軟開關。樣機測試結果顯示:移相三橋變換器的開關頻率為300kHz,在不使用同步整流的情況下峰值效率為90.4%,同條件下相比同類拓撲提高了3%以上。(2)為拓寬移相三橋拓撲的調(diào)壓范圍,提出了適用于不同調(diào)...

【文章頁數(shù)】：109 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景
        1.1.1 高效高功率密度開關變換器
        1.1.2 不同應用條件下高頻高功率密度變換器的需求
        1.1.3 問題的提出
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 移相類變換器的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 諧振LLC變換器的研究現(xiàn)狀
    1.3 選題意義及研究內(nèi)容
    1.4 論文組織結構
第2章 全超前臂構建的移相三橋變換器
    2.1 移相三橋拓撲的工作原理
        2.1.1 移相三橋拓撲的原理圖
        2.1.2 移相三橋拓撲的工作模態(tài)分析
    2.2 移相三橋拓撲的特性分析
        2.2.1 移相三橋變換器的增益推導
        2.2.2 移相三橋變換器的調(diào)壓方法研究
        2.2.3 移相三橋變換器的死區(qū)時間研究
        2.2.4 移相三橋變換器的軟開關邊界條件
        2.2.5 移相三橋變換器的魯棒性分析
        2.2.6 移相三橋拓撲的功率密度分析
    2.3 移相三橋變換器的實驗驗證
        2.3.1 移相三橋變換器的樣機設計
        2.3.2 移相三橋變換器的特性驗證
    2.4 本章小結
第3章 寬調(diào)壓范圍的移相雙橋和移相單橋變換器
    3.1 移相雙橋變換器
        3.1.1 移相雙橋拓撲的工作原理
        3.1.2 移相雙橋拓撲的特性分析
        3.1.3 移相雙橋變換器的實驗驗證
    3.2 移相單橋變換器
        3.2.1 移相單橋拓撲的工作原理
        3.2.2 移相單橋拓撲的特性分析
        3.2.3 移相單橋變換器的實驗驗證
    3.3 本章小結
第4章 全功率器件軟開關且零環(huán)流的移相三橋軟開關變換器
    4.1 移相三橋軟開關拓撲的工作原理
        4.1.1 移相三橋軟開關拓撲的原理圖
        4.1.2 移相三橋軟開關拓撲的工作模態(tài)分析
    4.2 移相三橋軟開關拓撲的特性分析
        4.2.1 移相三橋軟開關拓撲的增益推導
        4.2.2 移相三橋軟開關拓撲的軟開關邊界條件
        4.2.3 移相三橋軟開關拓撲的環(huán)流與功率密度
    4.3 基于on-off控制的移相三橋軟開關變換器的控制方法研究
    4.4 移相三橋軟開關變換器的實驗驗證
        4.4.1 移相三橋軟開關變換器的樣機設計
        4.4.2 移相三橋軟開關變換器的特性驗證
    4.5 本章小結
第5章 寬調(diào)壓范圍全軟開關的軟開關升降壓諧振LLC兩級變換器
    5.1 軟開關升降壓諧振LLC兩級拓撲的工作原理
        5.1.1 軟開關升降壓諧振LLC兩級拓撲的原理圖
        5.1.2 軟開關升降壓諧振LLC兩級變換器的工作模態(tài)分析
    5.2 軟開關升降壓諧振LLC兩級拓撲的特性研究
        5.2.1 軟開關升降壓諧振LLC兩級變換器的基本控制參數(shù)
        5.2.2 軟開關升降壓諧振LLC兩級拓撲的增益推導
        5.2.3 軟開關升降壓諧振LLC兩級變換器的軟開關邊界條件
        5.2.4 軟開關升降壓諧振LLC兩級變換器中共用橋臂的優(yōu)勢分析
    5.3 軟開關升降壓諧振LLC兩級變換器的控制方法研究
        5.3.1 基于PID/LUT的環(huán)路控制方法
        5.3.2 基于遺傳算法的控制參數(shù)優(yōu)化
    5.4 軟開關升降壓諧振LLC兩級變換器的高頻震蕩研究
        5.4.1 LLC諧振回路的寄生參數(shù)研究
        5.4.2 兩級主功率回路的高頻震蕩研究
    5.5 軟開關升降壓諧振LLC兩級變換器的實驗驗證
        5.5.1 軟開關升降壓諧振LLC兩級變換器的樣機設計
        5.5.2 軟開關升降壓諧振LLC兩級變換器的特性驗證
    5.6 本章小結
第6章 總結與展望
    6.1 本文工作總結
    6.2 未來工作展望
致謝
參考文獻
攻讀博士學位期間取得的成果



本文編號：3829341