本文關(guān)鍵詞：自適應(yīng)零電流軟開關(guān)全橋變換器的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：高頻化是當(dāng)前開關(guān)電源技術(shù)的重要發(fā)展方向之一,是小型化和模塊化的基礎(chǔ)。傳統(tǒng)硬開關(guān)變換器的開關(guān)損耗與開關(guān)頻率成正比,開關(guān)頻率越高,開關(guān)損耗越大,變換器的轉(zhuǎn)換效率越低。為了使開關(guān)電源能夠在高頻下高效地運(yùn)行,軟開關(guān)技術(shù)受到了廣泛的關(guān)注。國內(nèi)外已研究開發(fā)的高頻軟開關(guān)技術(shù)大多數(shù)在軟開關(guān)過程中諧振電流不能跟隨負(fù)載電流變化,更沒有一種適用的諧振電流能自動跟隨負(fù)載電流變化的軟開關(guān)技術(shù)。本文提出了一種自適應(yīng)零電流(Current Adaptive Resonant Loop,CARL)軟開關(guān)全橋變換器,不僅實現(xiàn)了開關(guān)管的零電流開通和關(guān)斷,而且諧振電流幅值自動跟隨負(fù)載電流變化,降低了開關(guān)損耗,提高了轉(zhuǎn)換效率。首先,根據(jù)硬開關(guān)變換器在高頻工作時的缺點引出了軟開關(guān)技術(shù)�？紤]到Buck ZCS PWM變換器的軟開關(guān)拓?fù)涞闹C振電流幅值不能改變且軟開關(guān)和硬開關(guān)模式無法自由切換,提出了CARL軟開關(guān)諧振單元。將CARL軟開關(guān)諧振單元加入全橋變換器,得到一種新型的軟開關(guān)拓?fù)?根據(jù)這個拓?fù)浯嬖诘膯栴}進(jìn)行改進(jìn),最終確定了CARL軟開關(guān)全橋變換器的電路結(jié)構(gòu)。然后,研究了它的工作原理,分析了該變換器實現(xiàn)零電流關(guān)斷的條件。最后,對其輕載特性、輔助開關(guān)管和整流二極管的電壓振蕩以及損耗進(jìn)行了探討,提出了諧振參數(shù)的設(shè)計原則。CARL軟開關(guān)全橋變換器不僅可以實現(xiàn)主開關(guān)管和輔助開關(guān)管的零電流開通和關(guān)斷,而且諧振電流幅值會自動跟隨負(fù)載電流變化,減小了諧振時額外增加的通態(tài)損耗,保證了變換器在寬負(fù)載范圍內(nèi)都有很高的轉(zhuǎn)換效率。論文給出了一臺3kW實驗樣機(jī)的設(shè)計步驟,分析了主電路、控制電路及高頻變壓器等的設(shè)計過程。然后搭建PSIM仿真模型,分析了變換器在寬負(fù)載范圍內(nèi)的開關(guān)特性、諧振電流幅值與負(fù)載電流的關(guān)系以及RC緩沖電路對輔助開關(guān)管和整流二極管電壓振蕩的抑制,仿真結(jié)果證明了理論分析的正確性。最后給出了變換器由滿載到輕載的運(yùn)行過程中主開關(guān)管的電壓和電流、諧振電流和諧振電容電壓的實驗波形及轉(zhuǎn)換效率。實驗結(jié)果表明開關(guān)管在寬負(fù)載范圍內(nèi)實現(xiàn)了零電流開通和關(guān)斷,諧振電流幅值隨著負(fù)載電流的減小而減小,提高了變換器的效率,特別是輕載時的效率。
【關(guān)鍵詞】：全橋變換器 軟開關(guān) 電流自適應(yīng) 零電流開關(guān)
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM46
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 引言11-21
• 1.1 課題的背景與意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-19
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容19-21
• 2 CARL軟開關(guān)全橋變換器的工作原理21-45
• 2.1 CARL軟開關(guān)諧振單元21-24
• 2.2 CARL軟開關(guān)全橋變換器的原理分析24-35
• 2.2.1 前期電路存在的問題24-28
• 2.2.2 CARL軟開關(guān)全橋變換器的工作過程28-35
• 2.3 CARL軟開關(guān)全橋變換器電路的分析35-42
• 2.3.1 輕載特性分析36-37
• 2.3.2 輔助開關(guān)管震蕩分析37-39
• 2.3.3 副邊整流二極管震蕩分析39-41
• 2.3.4 損耗分析41-42
• 2.4 諧振回路參數(shù)設(shè)計42-44
• 2.4.1 諧振電感和諧振電容的設(shè)計42-43
• 2.4.2 輔助開關(guān)管的導(dǎo)通時間設(shè)計43-44
• 2.5 本章小結(jié)44-45
• 3 3kW CARL軟開關(guān)全橋變換器設(shè)計45-55
• 3.1 驅(qū)動電路45-47
• 3.1.1 IGBT驅(qū)動電路的設(shè)計要求45-46
• 3.1.2 IGBT驅(qū)動電路46-47
• 3.2 參數(shù)選擇47-54
• 3.2.1 高頻變壓器47-49
• 3.2.2 諧振電感與諧振電容49-50
• 3.2.3 輸出濾波電感50-52
• 3.2.4 輸出濾波電容52
• 3.2.5 主功率開關(guān)管的選擇52-53
• 3.2.6 輔助開關(guān)管的選擇53
• 3.2.7 輸出整流二極管的選擇53-54
• 3.3 本章小結(jié)54-55
• 4 基于PSIM軟件的仿真分析55-63
• 4.1 仿真波形與分析55-61
• 4.1.1 額定負(fù)載下的仿真分析56-57
• 4.1.2 60%負(fù)載下的仿真分析57
• 4.1.3 輕載下的仿真分析57-58
• 4.1.4 輔助開關(guān)管電壓振蕩的仿真分析58-60
• 4.1.5 副邊二極管電壓振蕩的仿真分析60-61
• 4.2 本章小結(jié)61-63
• 5 實驗結(jié)果與分析63-73
• 5.1 實驗內(nèi)容與目的63-64
• 5.2 實驗波形分析64-71
• 5.2.1 開關(guān)管驅(qū)動脈沖波形64-65
• 5.2.2 滿載的實驗波形65-67
• 5.2.3 60%負(fù)載的實驗波形67-68
• 5.2.4 30%負(fù)載的實驗波形68-69
• 5.2.5 變換器的效率分析69-71
• 5.3 本章小結(jié)71-73
• 6 結(jié)論73-75
• 6.1 工作總結(jié)73-74
• 6.2 下一步工作74-75
• 參考文獻(xiàn)75-79
• 作者簡歷79-83
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集83

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  本文關(guān)鍵詞：自適應(yīng)零電流軟開關(guān)全橋變換器的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：389567