本文關(guān)鍵詞：數(shù)字式LLC諧振變換器及并聯(lián)均流技術(shù)的研究

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【摘要】：隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展,通信設(shè)備與計(jì)算機(jī)對電源的要求也不斷增加。高效率,高功率密度的開關(guān)電源一直是推動(dòng)現(xiàn)代電力電子技術(shù)發(fā)展的主要?jiǎng)恿�。諧振變換器相比于傳統(tǒng)的PWM變換器有著開關(guān)損耗低、工作頻率高、電磁干擾小以及體積小等特點(diǎn)。LLC諧振變換器是一種新型軟開關(guān)變換器,在寬輸入及全負(fù)載范圍內(nèi)都能實(shí)現(xiàn)原邊開關(guān)管零電壓導(dǎo)通以及副邊整流二極管零電流關(guān)斷,可以在不增加開關(guān)損耗的前提下極大提高開關(guān)頻率,減小開關(guān)電源體積；并且LLC諧振變換器中所有的寄生參數(shù)都能被利用于實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)技術(shù),有利于器件集成,從而提升功率密度。所以,LLC諧振變換器是一種符合電源發(fā)展方向的拓?fù)?極具研究意義。本文首先介紹了高頻開關(guān)電源的發(fā)展以及軟開關(guān)對高頻化發(fā)展的重要性,深入研究了LLC諧振變換器的工作原理,建立基波近似模型分析LLC的增益特性以及阻抗特性,推導(dǎo)出LLC實(shí)現(xiàn)零電壓開關(guān)的條件,對LLC各種工作狀態(tài)下的工作過程進(jìn)行分析。并基于性能分析給出了LLC的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法和詳細(xì)設(shè)計(jì)步驟。數(shù)字控制技術(shù)具有配置靈活、開發(fā)周期短、集成度高及易于升級等特點(diǎn),是電源控制技術(shù)發(fā)展的新趨勢。本文采用德州儀器的新一代數(shù)字電源控制器UCD3138設(shè)計(jì)了一款數(shù)字式LLC諧振變換器,通過軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了同步整流、恒流恒功率控制、多模塊的并聯(lián)均流以及多種保護(hù)功能。并且上位機(jī)可以通過PMBus通信總線對變換器進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控與管理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了理論分析和設(shè)計(jì)思路的正確性和可行性。
【關(guān)鍵詞】：LLC 軟開關(guān) 并聯(lián)均流 數(shù)字控制 基波近似
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM46
【目錄】：

• 摘要6-7
• 英文摘要7-11
• 第1章 緒論11-21
• 1.1 研究背景及意義11-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-20
• 1.2.1 軟開關(guān)技術(shù)的發(fā)展13-14
• 1.2.2 諧振變換器的發(fā)展14-18
• 1.2.3 多模塊的并聯(lián)均流18-19
• 1.2.4 數(shù)字電源的發(fā)展19-20
• 1.3 研究的主要內(nèi)容20
• 1.4 本章小結(jié)20-21
• 第2章 LLC諧振變換器工作原理分析21-36
• 2.1 LLC基本結(jié)構(gòu)21-22
• 2.2 基波近似等效模型22-24
• 2.3 LLC變換器特性分析24-30
• 2.3.1 增益特性24-26
• 2.3.2 阻抗特性26-28
• 2.3.3 ZVS條件28-30
• 2.4 LLC工作過程分析30-35
• 2.4.1 下諧振工作過程分析31-33
• 2.4.2 諧振工作過程分析33-34
• 2.4.3 上諧振工作過程分析34-35
• 2.5 本章小結(jié)35-36
• 第3章 LLC性能分析及電路設(shè)計(jì)36-54
• 3.1 LLC諧振變換器性能分析36-42
• 3.1.1 電壓調(diào)整率36-38
• 3.1.2 負(fù)載調(diào)整率38-40
• 3.1.3 效率40-42
• 3.2 LLC設(shè)計(jì)步驟42-43
• 3.3 硬件電路結(jié)構(gòu)43-44
• 3.4 樣機(jī)參數(shù)設(shè)計(jì)44-53
• 3.4.1 諧振網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)44-47
• 3.4.2 隔離變壓器設(shè)計(jì)47-52
• 3.4.3 功率器件選型52-53
• 3.5 木章小結(jié)53-54
• 第4章 控制理論及軟件設(shè)計(jì)54-84
• 4.1 數(shù)字控制理論54-57
• 4.1.1 PID控制理論55-56
• 4.1.2 離散化方法56-57
• 4.1.3 數(shù)字PID控制57
• 4.2 數(shù)字電源控制器簡介57-68
• 4.2.1 前端EADC59-60
• 4.2.2 PID控制器60-62
• 4.2.3 DPWM模塊62-68
• 4.3 模塊并聯(lián)均流68-71
• 4.3.1 模塊并聯(lián)特性68
• 4.3.2 常用均流方法68-70
• 4.3.3 UCD3138的均流原理70-71
• 4.4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)71-83
• 4.4.1 軟件架構(gòu)72-77
• 4.4.2 功能算法77-81
• 4.4.3 監(jiān)控管理81-83
• 4.5 本章小結(jié)83-84
• 第5章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析84-93
• 5.1 實(shí)驗(yàn)框圖與測試儀器84-85
• 5.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與波形分析85-92
• 5.2.1 上電起機(jī)波形85-86
• 5.2.2 正常工作波形86-88
• 5.2.3 負(fù)載跳變測試88-89
• 5.2.4 短路保護(hù)測試89-90
• 5.2.5 輸出電壓紋波90
• 5.2.6 并聯(lián)均流波形90-92
• 5.3 本章小結(jié)92-93
• 總結(jié)與展望93-94
• 致謝94-95
• 參考文獻(xiàn)95-100
• 附錄100-101
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及科研成果101

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本文編號：761338