【摘要】：電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用,對(duì)高頻開關(guān)電源的轉(zhuǎn)換效率和功率密度等性能提出了更高的要求。移相全橋變換器因無(wú)需任何額外的器件就可以實(shí)現(xiàn)零電壓開關(guān),電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,效率高等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于中高功率應(yīng)用場(chǎng)合。然而,傳統(tǒng)的移相全橋變換器具有幾個(gè)突出的嚴(yán)重問題。首先,在輕載工作情況下,變換器無(wú)法實(shí)現(xiàn)開關(guān)管的ZVS特性,從而導(dǎo)致系統(tǒng)效率降低,電磁干擾增加。其次,變換器整流過(guò)程中的寄生振蕩增加了器件的電壓應(yīng)力和輸出電壓紋波。最后,在變換器的續(xù)流期間,導(dǎo)通損耗也顯著增加。本文以解決基本移相全橋變換器拓?fù)浯嬖诘膯栴},實(shí)現(xiàn)高效率的直流電源為核心目標(biāo),首先在橋式組合型變換器的理論基礎(chǔ)上,總結(jié)國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究的方案和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),確定所要研究的基于雙半橋拓?fù)涞腪VZCS變換器電路,詳細(xì)分析變換器拓?fù)涞幕驹�、工作模態(tài)、電壓增益特性、超前臂開關(guān)管與滯后臂開關(guān)管的軟開關(guān)實(shí)現(xiàn)條件,根據(jù)性能指標(biāo),進(jìn)行硬件電路設(shè)計(jì),包括參數(shù)計(jì)算、器件選型和變換器的整體結(jié)構(gòu)布局設(shè)計(jì)。其次,由于該雙半橋ZVZCS變換器的工作特性復(fù)雜,為了對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行有效的控制,建立雙半橋ZVZCS變換器的數(shù)學(xué)模型,以提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)及穩(wěn)態(tài)特性為目標(biāo),進(jìn)行控制器設(shè)計(jì)。最后,進(jìn)行仿真和實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證電路理論分析與控制器設(shè)計(jì)方案的正確性�；诶碚撗芯亢蛥�(shù)設(shè)計(jì),研制了一臺(tái)額定功率為1k W的雙半橋ZVZCS變換器,進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試及分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,所研究的變換器工作在中載、輕載時(shí)也能夠?qū)崿F(xiàn)軟開關(guān),具有較高的轉(zhuǎn)換效率,具有良好的動(dòng)態(tài)和穩(wěn)態(tài)特性。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TM46
【圖文】：

(a) 常規(guī)變換器滯后臂換流等效電路CtLkip(t0)=nIonIovct(t0)=0VinLkIa2CossVanIoCd(b) 改進(jìn)變換器滯后臂換流等效電路vct(t0)=0圖 1-6 滯后臂換流階段等效電路文獻(xiàn)[15,16]采用了一種無(wú)源有損吸收電路，如圖 1-7 (a)所示，能夠較好的抑制寄生振蕩。但是電阻的存在會(huì)造成一定的功率損耗，使變換器的效率有所降低。采用無(wú)損吸收電路能夠?qū)⒅C振能量轉(zhuǎn)移到輸出側(cè)，有利于提高變換器的效率，圖 1-7(b)(c)(d)為幾種已提出的無(wú)損吸收電路[17-19]。吸收電路的引入能在一定程度上抑制電壓振蕩，但是并不能完全消除電壓振蕩和電壓尖峰，并且會(huì)增大輸出電壓紋波。

(a) 常規(guī)變換器滯后臂換流等效電路CtLkip(t0)=nIonIovct(t0)=0VinLkIa2CossVanIoCd(b) 改進(jìn)變換器滯后臂換流等效電路vct(t0)=0圖 1-6 滯后臂換流階段等效電路文獻(xiàn)[15,16]采用了一種無(wú)源有損吸收電路，如圖 1-7 (a)所示，能夠較好的抑制寄生振蕩。但是電阻的存在會(huì)造成一定的功率損耗，使變換器的效率有所降低。采用無(wú)損吸收電路能夠?qū)⒅C振能量轉(zhuǎn)移到輸出側(cè)，有利于提高變換器的效率，圖 1-7(b)(c)(d)為幾種已提出的無(wú)損吸收電路[17-19]。吸收電路的引入能在一定程度上抑制電壓振蕩，但是并不能完全消除電壓振蕩和電壓尖峰，并且會(huì)增大輸出電壓紋波。

采用串聯(lián)或者并聯(lián)的組合方式將兩組半橋進(jìn)行連接，從而得到一類雙橋組合型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)[51]，如圖 1-12 所示。雙半橋組合型結(jié)構(gòu)保證了原副邊功率遞的連續(xù)性，有助于減小濾波器件的容量。圖 1-12 雙半橋組合型變換器.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容本課題以解決基本移相全橋變換器存在的幾個(gè)共性問題為目標(biāo)，對(duì)一種基于半橋拓?fù)涞母咝?ZVZCS 變換器進(jìn)行研究。通過(guò)理論分析、仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)合，對(duì)該拓?fù)溥M(jìn)行研究與分析。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下：

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2783439