基于高頻鏈拓?fù)涞母咝渭?jí)式定壓功放的研究
發(fā)布時(shí)間:2023-11-25 06:14
分布式揚(yáng)聲器系統(tǒng)廣泛應(yīng)用在公共廣播、背景音樂播放等場合,采用單個(gè)D類音頻功放直接驅(qū)動(dòng)多個(gè)位置較遠(yuǎn)的定壓式揚(yáng)聲器是目前的主流方案。但D類功放前級(jí)側(cè)需要采用隔離DC/DC變換器為其提供穩(wěn)定直流電壓,系統(tǒng)為兩級(jí)式功率變換且DC-DC變換器輸出側(cè)一般采用LC濾波,濾波電感和電解電容的體積較大;此外,系統(tǒng)功率等級(jí)越大,功放的電源電壓等級(jí)越高,后級(jí)D類功放需要選用高耐壓的開關(guān)管,但高耐壓開關(guān)管在高頻(數(shù)百kHZ)硬開關(guān)工作時(shí)開關(guān)損耗很大,會(huì)顯著降低系統(tǒng)效率,影響散熱設(shè)計(jì)。本文研究將前級(jí)隔離DC/DC變換器與后級(jí)D類功放整合成單級(jí)式的DC-AC功率變換電路;同時(shí),保證電路所有開關(guān)管實(shí)現(xiàn)零電壓開關(guān)(Zero Voltage Switching,ZVS),顯著降低器件的開關(guān)損耗。本文以基于單極性(Uni-Polarity,UP)調(diào)制策略的周波變換類型的高頻鏈(Cycloconvertertype High Frequency Link,CHFL)DC-AC變換器作為研究對(duì)象,詳細(xì)分析周波變換器的低頻解耦方式和高頻解耦算法,重點(diǎn)解決漏感與寄生電容間的諧振問題并提出開關(guān)管寬范圍軟開關(guān)的實(shí)現(xiàn)方法。論文主要研究...
【文章頁數(shù)】:159 頁
【文章目錄】:
致謝
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 研究現(xiàn)狀
1.2.1 高頻鏈DC-AC變換器
1.2.2 CHFLDC-AC變換器調(diào)制策略及電路拓?fù)?br> 1.2.3 CHFLDC-AC變換器軟開關(guān)技術(shù)
1.3 單級(jí)式定壓功放的設(shè)計(jì)要求
1.4 論文的主要工作
第二章 基于3L-UP調(diào)制策略的CHFLDC-AC變換器
2.1 周波變換器工作原理
2.1.1 調(diào)制策略的低頻解耦
2.1.2 電路結(jié)構(gòu)的低頻解耦
2.1.3 同步切換方式
2.2 原邊電路調(diào)制策略
2.2.1 輸出電壓和電流同相
2.2.2 輸出電壓和電流非同相
2.2.3 STFO調(diào)制
2.3 高頻鏈傳輸理論證明
2.4 仿真驗(yàn)證
2.5 本章小結(jié)
第三章 變壓器漏感與寄生電容諧振機(jī)理及解決方法
3.1 漏感與寄生電容諧振機(jī)理
3.2 緩沖電路和箝位電路解決諧振問題
3.2.1 緩沖電路
3.2.2 箝位電路
3.3 原邊箝位二極管解決諧振問題
3.3.1 輸出電壓為正電壓
3.3.2 輸出電壓為負(fù)電壓
3.4 有源箝位電路解決諧振問題
3.4.1 有源箝位電路拓?fù)?br> 3.4.2 全橋有源箝位電路
3.5 仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
3.5.1 采用緩沖電路或箝位電路
3.5.2 原邊側(cè)采用箝位二極管
3.5.3 有源箝位電路
3.6 本章小結(jié)
第四章 基于高頻解耦的CHFLDC-AC變換器
4.1 高頻解耦工作機(jī)理
4.2 基于倍頻單極性調(diào)制的高頻解耦方法
4.2.1 基本方法
4.2.2 工作模態(tài)與換流分析
4.2.3 工作特性和軟開關(guān)條件
4.2.4 無損半橋有源箝位
4.3 基于單極性SPWM調(diào)制的高頻解耦方法
4.3.1 基本方法
4.3.2 工作模態(tài)與換流分析
4.3.3 工作特性和軟開關(guān)條件
4.4 仿真驗(yàn)證
4.4.1 DF-HFD調(diào)制策略
4.4.2 CU-HFD調(diào)制策略
4.5 本章小結(jié)
第五章 CHFLDC-AC變換器寬范圍軟開關(guān)實(shí)現(xiàn)方法
5.1 原邊側(cè)開關(guān)管軟開關(guān)實(shí)現(xiàn)條件
5.1.1 工作原理
5.1.2 軟開關(guān)特性
5.2 輔助電流幅值固定的雙電感形式
5.2.1 工作原理
5.2.2 軟開關(guān)特性及實(shí)現(xiàn)條件
5.2.3 輔助電路參數(shù)設(shè)計(jì)
5.3 輔助電流幅值自適應(yīng)的單電感形式
5.3.1 工作原理
5.3.2 軟開關(guān)特性對(duì)比分析
5.4 全橋有源箝位電路下的CHFLDC-AC變換器
5.4.1 電路拓?fù)浜驼{(diào)制策略
5.4.2 工作原理及模態(tài)分析
5.4.3 軟開關(guān)條件
5.5 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)
5.5.1 變壓器和功率器件選擇
5.5.2 輔助電感和箝位電容的選擇
5.5.3 輸入電容和濾波參數(shù)的設(shè)計(jì)
5.5.4 驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)
5.6 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
5.6.1 變換器穩(wěn)態(tài)波形
5.6.2 開關(guān)管軟開關(guān)波形
5.6.3 實(shí)驗(yàn)效率和頻譜失真
5.7 本章小結(jié)
第六章 工作總結(jié)與展望
6.1 本文工作總結(jié)
6.2 未來展望
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動(dòng)及成果情況
本文編號(hào):3867430
【文章頁數(shù)】:159 頁
【文章目錄】:
致謝
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 研究現(xiàn)狀
1.2.1 高頻鏈DC-AC變換器
1.2.2 CHFLDC-AC變換器調(diào)制策略及電路拓?fù)?br> 1.2.3 CHFLDC-AC變換器軟開關(guān)技術(shù)
1.3 單級(jí)式定壓功放的設(shè)計(jì)要求
1.4 論文的主要工作
第二章 基于3L-UP調(diào)制策略的CHFLDC-AC變換器
2.1 周波變換器工作原理
2.1.1 調(diào)制策略的低頻解耦
2.1.2 電路結(jié)構(gòu)的低頻解耦
2.1.3 同步切換方式
2.2 原邊電路調(diào)制策略
2.2.1 輸出電壓和電流同相
2.2.2 輸出電壓和電流非同相
2.2.3 STFO調(diào)制
2.3 高頻鏈傳輸理論證明
2.4 仿真驗(yàn)證
2.5 本章小結(jié)
第三章 變壓器漏感與寄生電容諧振機(jī)理及解決方法
3.1 漏感與寄生電容諧振機(jī)理
3.2 緩沖電路和箝位電路解決諧振問題
3.2.1 緩沖電路
3.2.2 箝位電路
3.3 原邊箝位二極管解決諧振問題
3.3.1 輸出電壓為正電壓
3.3.2 輸出電壓為負(fù)電壓
3.4 有源箝位電路解決諧振問題
3.4.1 有源箝位電路拓?fù)?br> 3.4.2 全橋有源箝位電路
3.5 仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
3.5.1 采用緩沖電路或箝位電路
3.5.2 原邊側(cè)采用箝位二極管
3.5.3 有源箝位電路
3.6 本章小結(jié)
第四章 基于高頻解耦的CHFLDC-AC變換器
4.1 高頻解耦工作機(jī)理
4.2 基于倍頻單極性調(diào)制的高頻解耦方法
4.2.1 基本方法
4.2.2 工作模態(tài)與換流分析
4.2.3 工作特性和軟開關(guān)條件
4.2.4 無損半橋有源箝位
4.3 基于單極性SPWM調(diào)制的高頻解耦方法
4.3.1 基本方法
4.3.2 工作模態(tài)與換流分析
4.3.3 工作特性和軟開關(guān)條件
4.4 仿真驗(yàn)證
4.4.1 DF-HFD調(diào)制策略
4.4.2 CU-HFD調(diào)制策略
4.5 本章小結(jié)
第五章 CHFLDC-AC變換器寬范圍軟開關(guān)實(shí)現(xiàn)方法
5.1 原邊側(cè)開關(guān)管軟開關(guān)實(shí)現(xiàn)條件
5.1.1 工作原理
5.1.2 軟開關(guān)特性
5.2 輔助電流幅值固定的雙電感形式
5.2.1 工作原理
5.2.2 軟開關(guān)特性及實(shí)現(xiàn)條件
5.2.3 輔助電路參數(shù)設(shè)計(jì)
5.3 輔助電流幅值自適應(yīng)的單電感形式
5.3.1 工作原理
5.3.2 軟開關(guān)特性對(duì)比分析
5.4 全橋有源箝位電路下的CHFLDC-AC變換器
5.4.1 電路拓?fù)浜驼{(diào)制策略
5.4.2 工作原理及模態(tài)分析
5.4.3 軟開關(guān)條件
5.5 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)
5.5.1 變壓器和功率器件選擇
5.5.2 輔助電感和箝位電容的選擇
5.5.3 輸入電容和濾波參數(shù)的設(shè)計(jì)
5.5.4 驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)
5.6 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
5.6.1 變換器穩(wěn)態(tài)波形
5.6.2 開關(guān)管軟開關(guān)波形
5.6.3 實(shí)驗(yàn)效率和頻譜失真
5.7 本章小結(jié)
第六章 工作總結(jié)與展望
6.1 本文工作總結(jié)
6.2 未來展望
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動(dòng)及成果情況
本文編號(hào):3867430
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