【摘要】：隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,電力電子設(shè)備正朝著高頻率,數(shù)字化,綠色化和模塊化方向發(fā)展。本文研制了一種由Boost PFC變換器和移相全橋變換器級(jí)聯(lián)的模塊化高功率因數(shù)整流器。系統(tǒng)采用并聯(lián)均流控制,其內(nèi)部模塊采用模擬與數(shù)字的混合控制。本文建立了前級(jí)PFC電路的小信號(hào)模型,推導(dǎo)其傳遞函數(shù),采用平均電流控制的雙環(huán)控制策略,設(shè)計(jì)了電壓環(huán)和電流環(huán)。對(duì)后級(jí)軟開關(guān)移相全橋電路,首先建立了小信號(hào)模型,并設(shè)計(jì)了輸出電壓外環(huán)與電感電流內(nèi)環(huán)的雙環(huán)PID控制器,但是,傳統(tǒng)PID控制理論上只能在特定的工作點(diǎn)附近具有良好的控制性能。本文對(duì)傳統(tǒng)建模與控制方法的深入分析之上,建立了以輸入電壓和負(fù)載作為變參數(shù)的線性變參數(shù)模型,使用變參數(shù)極值組合轉(zhuǎn)換成多胞形模型。通過分析頂點(diǎn)的穩(wěn)定性和設(shè)計(jì)控制器,研究了一種基于軟開關(guān)移相全橋變換器的多胞形線性變參數(shù)模型的魯棒性變?cè)鲆婵刂撇呗缘能涢_關(guān)移相全橋變換器。本文在高頻整流器系統(tǒng)各級(jí)的模型與控制策略研究的基礎(chǔ)上進(jìn)行了樣機(jī)的設(shè)計(jì),首先對(duì)高頻整流器系統(tǒng)的主電路參數(shù)進(jìn)行了設(shè)計(jì),詳細(xì)地設(shè)計(jì)了模擬專用芯片UC2854的外圍電路參數(shù)。對(duì)后級(jí)軟開關(guān)移相全橋電路給出了以模擬芯片UCC28950作為電流內(nèi)環(huán),數(shù)字芯片TMS320F28035做電壓外環(huán)的硬件設(shè)計(jì),然后設(shè)計(jì)了高頻整流器系統(tǒng)的電壓環(huán)程序設(shè)計(jì)與均流方案設(shè)計(jì),最后設(shè)計(jì)了軟件部分程序控制的結(jié)構(gòu)框架及主程序、子程序流程圖。最后使用MATLAB對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真,在理論上驗(yàn)證系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及控制策略的可行性同時(shí),著重對(duì)比分析移相全橋傳統(tǒng)PID控制與魯棒性變?cè)鲆嬲{(diào)度控制,突出魯棒性變?cè)鲆嬲{(diào)度控制的優(yōu)勢(shì)。搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái),設(shè)計(jì)與制作了3.2kW樣機(jī),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,樣機(jī)功率因數(shù)可達(dá)0.99以上,符合設(shè)計(jì)要求,后級(jí)軟開關(guān)移相全橋電路基本實(shí)現(xiàn)零電壓開通,帶負(fù)載能力符合設(shè)計(jì)需求,模擬電流內(nèi)環(huán)數(shù)字電壓外環(huán)的控制器也具有較好特性。
【學(xué)位授予單位】：湖北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TM461
【圖文】：

( )0idG sVsL= （2-另外 ( )R=S sG s R 。為了簡(jiǎn)化電流環(huán)，將 PWM 脈沖調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)和主遞函數(shù)組合如式（2-20）：( )( )( )2-o sPSTD s V R kG sV s V sL s+= = = （2-其中2o sV RkV L+= 。由上面得到的電流環(huán)各部分傳遞函數(shù)，可以得到電流環(huán)函數(shù)如式（2-21）：( ) ( )1 1 2 1 2 122 21 11 1i CA PSTk T s k k k T sG G s G ss T s s s T s+ += = × × = ×+ +（2-令51k = 6.631× 1 0， V4.5V+= ，51T1 10 = × ，62T1.397 10 = ×利用 MATLAB 畫出電流環(huán)伯德圖如圖 2.9。

（b） 補(bǔ)償后的電壓環(huán)伯德圖圖 2.12 補(bǔ)償前后的電壓環(huán)開環(huán)伯德圖補(bǔ)償后的穿越頻率為 18.1Hz，相角裕度為 48.8 度，滿足控工程設(shè)計(jì)要求本章完成了平均電流控制策略下的 Boost PFC 電路的建模與電壓環(huán)電流環(huán)。

沖設(shè)計(jì)IN 由電阻器 RTMIN定義的。它的作用是控制整TMIN 是由下面等式定義：( 5.92 )nsTMINTMIN = ×R位為 k ，TMIN 單位為 ns，最小脈沖設(shè)計(jì)，根 127k TMINR =設(shè)計(jì)n 的信號(hào)是為逐周期電流限制。連接在 CS 和 G據(jù)設(shè)計(jì)圖，為了防止電氣噪音干擾，設(shè)計(jì)一個(gè) 時(shí)就將進(jìn)入過載保護(hù)模式，所以設(shè)計(jì)四路是周互感器將原邊電流轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，通過一個(gè)圖 4.2 所示。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2796085