本文關(guān)鍵詞：移相全橋變換器的損耗分析與效率優(yōu)化

  更多相關(guān)文章： 移相全橋變換器 損耗模型 效率優(yōu)化 死區(qū)時(shí)間優(yōu)化 變頻控制

【摘要】：在大功率等級應(yīng)用中,移相全橋變換器由于其電壓應(yīng)力小輸出功率大獲得了廣泛應(yīng)用,除了上述優(yōu)點(diǎn)外移相控制的全橋變換器還具備損耗低、效率高、電磁干擾小等優(yōu)點(diǎn)。但是移相全橋變換器也存在輕載下開關(guān)管難以實(shí)現(xiàn)ZVS(Zero Voltage Switch)的問題,導(dǎo)致移相全橋變換器在輕載下效率較低,而作為充電設(shè)備的移相全橋變換器大多數(shù)時(shí)間工作在輕載模式。目前提高移相全橋變換器輕載下效率的方法多集中在改變電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上,對通過改變移相全橋變換器控制方式提高輕載效率的研究還較少,因此研究通過改變控制方式提高變換器輕載效率的方法具有重要意義。論文首先介紹了硬開關(guān)技術(shù)和軟開關(guān)技術(shù),通過對比說明軟開關(guān)技術(shù)的優(yōu)勢。分析了移相全橋變換器的基本工作原理,以及現(xiàn)有提高輕載效率的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)存在的缺點(diǎn)。然后對變換器功率開關(guān)管、變壓器和輸出整流電路等進(jìn)行損耗建模,基于損耗模型對變換器的損耗進(jìn)行詳細(xì)分析。根據(jù)分析結(jié)果提出了一種通過改變輕載下死區(qū)時(shí)間和極輕載下開關(guān)頻率的方法來提高變換器效率,基于樣機(jī)的軟硬件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了效率優(yōu)化策略。最后通過樣機(jī)搭建與測試驗(yàn)證了所提出的損耗模型與效率優(yōu)化方法的有效性。通過樣機(jī)測試,對關(guān)鍵波形進(jìn)行分析,并對變換器的實(shí)際損耗與模型理論結(jié)果進(jìn)行對比驗(yàn)證,證明了損耗模型的準(zhǔn)確性。效率測試結(jié)果顯示：在輸入直流電壓為200～310V,輸出電流為7-17A時(shí),變換器在輕載下的效率由89.2%提升到91.3%,極輕載下的效率由88.3%提升到90.5%,滿載效率94.3%,滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)要求。本文的設(shè)計(jì)方案可以廣泛地應(yīng)用于移相全橋變換器。
【關(guān)鍵詞】：移相全橋變換器 損耗模型 效率優(yōu)化 死區(qū)時(shí)間優(yōu)化 變頻控制
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM46
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-17
• 1.1 研究背景與意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-13
• 1.3 研究內(nèi)容與設(shè)計(jì)指標(biāo)13-14
• 1.4 論文組織結(jié)構(gòu)14-17
• 第二章 移相全橋變換器的工作原理及特性研究17-31
• 2.1 移相全橋變換器的基本原理17-27
• 2.1.1 硬開關(guān)技術(shù)和軟開關(guān)技術(shù)17-19
• 2.1.2 移相全橋變換器的控制方式19-22
• 2.1.3 移相全橋變換器的工作原理22-27
• 2.2 移相全橋變換器存在的問題27-30
• 2.2.1 副邊占空比丟失現(xiàn)象27-28
• 2.2.2 輕載下效率較低28-29
• 2.2.3 傳統(tǒng)提高輕載下效率的方法29-30
• 2.3 本章小結(jié)30-31
• 第三章 移相全橋變換器損耗模型的建立與分析31-51
• 3.1 開關(guān)管損耗模型31-38
• 3.1.1 輕載下開關(guān)管損耗模型31-35
• 3.1.2 重載下開關(guān)管損耗模型35-38
• 3.2 磁性元件與二極管損耗模型38-43
• 3.2.1 變壓器損耗模型39-41
• 3.2.2 二極管和電感損耗模型41-43
• 3.3 移相全橋變換器損耗分析43-48
• 3.3.1 開關(guān)管損耗分析44-46
• 3.3.2 變壓器損耗分析46-47
• 3.3.3 二極管損耗分析47-48
• 3.4 本章小結(jié)48-51
• 第四章 移相全橋變換器效率優(yōu)化與實(shí)現(xiàn)51-67
• 4.1 基于損耗模型的效率優(yōu)化51-59
• 4.1.1 輕載下死區(qū)時(shí)間優(yōu)化51-53
• 4.1.2 死區(qū)時(shí)間優(yōu)化仿真驗(yàn)證53-55
• 4.1.3 極輕載下變頻控制優(yōu)化55-56
• 4.1.4 效率優(yōu)化算法的實(shí)現(xiàn)56-59
• 4.2 樣機(jī)的軟硬件設(shè)計(jì)59-66
• 4.2.1 輸出電壓電流采集電路設(shè)計(jì)60-62
• 4.2.2 驅(qū)動電路設(shè)計(jì)62
• 4.2.3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)62-66
• 4.3 本章小結(jié)66-67
• 第五章 測試與結(jié)果分析67-75
• 5.1 樣機(jī)與測試平臺67-68
• 5.2 關(guān)鍵波形分析68-70
• 5.3 損耗模型驗(yàn)證與測試總結(jié)70-74
• 5.4 本章小結(jié)74-75
• 第六章 總結(jié)與展望75-77
• 6.1 總結(jié)75
• 6.2 展望75-77
• 致謝77-79
• 參考文獻(xiàn)79-83
• 作者簡介83

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 陳仲;劉沙沙;史良辰;季鋒;;兩種加輔助網(wǎng)絡(luò)的全橋變換器的損耗對比分析[J];中國電機(jī)工程學(xué)報(bào);2012年18期

2 陳仲;季飚;石磊;季鋒;;基于π型無源輔助網(wǎng)絡(luò)的新型ZVS全橋變換器[J];中國電機(jī)工程學(xué)報(bào);2010年21期

3 張欣;陳武;阮新波;;一種輔助電流可控的移相全橋零電壓開關(guān)PWM變換器[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);2010年03期

4 鄭義;姜久春;張維戈;牛利勇;;基于FB-ZVZCS-PWM變換器的10kW充電機(jī)設(shè)計(jì)[J];電氣應(yīng)用;2007年09期

5 馬學(xué)軍;康勇;孫松;;帶飽和電感的大功率移相全橋軟開關(guān)變換器研究[J];電源世界;2005年07期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 章江銘;高功率密度DC/DC模塊電源研究[D];浙江大學(xué);2014年

，

本文編號：887101