高頻化、高功率密度、高效率、數(shù)字化是當(dāng)今DC/DC直流變換器的發(fā)展趨勢(shì)。相比于其他開關(guān)變換器,LLC諧振變換器具有較寬的輸入輸出電壓調(diào)節(jié)范圍,能夠在全負(fù)載范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)開關(guān)管的ZVS,并且在大部分情況下實(shí)現(xiàn)整流二極管的ZCS,具有開關(guān)頻率高、效率高、功率密度大、EMI噪聲小等諸多優(yōu)點(diǎn)。此外,LLC諧振變換器可以實(shí)現(xiàn)磁集成,進(jìn)一步減小寄生參數(shù)的干擾和電源體積。近年來,碳化硅(SiC)器件因其優(yōu)越的性能得到快速的發(fā)展,SiC MOSFET具有高耐壓、低導(dǎo)通電阻、高頻、耐高溫、結(jié)電容小等諸多優(yōu)點(diǎn),可以使應(yīng)用電路實(shí)現(xiàn)大功率、高密度、小型化。在此背景下,本文研究并設(shè)計(jì)了一款基于SiC MOSFET的數(shù)字式全橋LLC諧振變換器,將具有更高耐壓的Si C MOSFET與全橋LLC諧振變換器有機(jī)結(jié)合,可大大提高LLC諧振變換器的輸入電壓。本文首先通過分析變換器的幾種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),確定全橋LLC諧振變換器作為本文的研究對(duì)象。接著,采用基波近似分析法(FHA)對(duì)變換器進(jìn)行穩(wěn)態(tài)建模,推導(dǎo)和分析了變換器的穩(wěn)態(tài)直流增益特性。根據(jù)諧振網(wǎng)絡(luò)阻抗特性和變換器工作原理,確定了LLC諧振變換器的最佳工作狀態(tài)并詳細(xì)分析該狀態(tài)下的工...

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 高頻開關(guān)電源及其發(fā)展
    1.2 諧振變換器
        1.2.1 諧振變換器分類
        1.2.2 LLC諧振變換器
    1.3 SiC器件的特性與應(yīng)用
        1.3.1 SiC器件的特性
        1.3.2 SiC器件在高壓大功率DC/DC電源中的應(yīng)用
    1.4 本文研究的主要內(nèi)容及章節(jié)安排
第二章 全橋LLC諧振變換器的原理與特性
    2.1 LLC變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)選取
    2.2 全橋LLC諧振變換器的穩(wěn)態(tài)分析與工作原理
        2.2.1 基于基波分析法的等效電路模型
        2.2.2 等效電路直流電壓增益特性分析
        2.2.3 諧振網(wǎng)絡(luò)輸入阻抗與工作區(qū)域
        2.2.4 全橋LLC諧振變換器的工作過程
    2.3 全橋LLC諧振變換器參數(shù)設(shè)計(jì)
        2.3.1 開關(guān)管ZVS條件推導(dǎo)
        2.3.2 諧振參數(shù)設(shè)計(jì)步驟
    2.4 本章小結(jié)
第三章 全橋LLC諧振變換器的小信號(hào)建模與分析
    3.1 小信號(hào)分析概述
    3.2 LLC諧振變換器的小信號(hào)建模
        3.2.1 非線性狀態(tài)方程設(shè)立
        3.2.2 非線性環(huán)節(jié)的處理
        3.2.3 穩(wěn)態(tài)時(shí)大信號(hào)模型
        3.2.4 小信號(hào)狀態(tài)方程
    3.3 補(bǔ)償器設(shè)計(jì)
    3.4 本章小結(jié)
第四章 全橋LLC諧振變換器系統(tǒng)的硬件與軟件設(shè)計(jì)
    4.1 變換器參數(shù)計(jì)算
        4.1.1 主電路參數(shù)計(jì)算
        4.1.2 磁性元件電流推導(dǎo)
    4.2 主電路元件設(shè)計(jì)與選型
        4.2.1 變壓器設(shè)計(jì)
        4.2.2 諧振電感設(shè)計(jì)
        4.2.3 功率元器件選型
        4.2.4 輸出濾波電容容值
    4.3 SiC MOSFET驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)
        4.3.1 SiC MOSFET特性分析
        4.3.2 驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)
    4.4 全橋LLC諧振變換器軟件設(shè)計(jì)
        4.4.1 數(shù)字控制器UCD3138簡(jiǎn)介
        4.4.2 PID補(bǔ)償器介紹
        4.4.3 系統(tǒng)整體控制
    4.5 本章小結(jié)
第五章 仿真與實(shí)驗(yàn)
    5.1 仿真結(jié)果與分析
    5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
        5.2.1 SiC MOSFET驅(qū)動(dòng)測(cè)試
        5.2.2 不同負(fù)載下的實(shí)驗(yàn)波形
        5.2.3 變換器軟啟動(dòng)測(cè)試
    5.3 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 全文工作總結(jié)
    6.2 今后工作的展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
附件



本文編號(hào)：3758196