發(fā)布時間：2020-06-03 01:58

【摘要】：現(xiàn)代社會生活水平的提高及科學(xué)技術(shù)的日益進(jìn)步,使得各種用電設(shè)備對開關(guān)電源的性能提出了越來越高的要求。為了滿足人們對開關(guān)電源的使用需求,更高的開關(guān)頻率、更小的電源體積、更精確的數(shù)字控制是開關(guān)電源未來的發(fā)展方向。但是開關(guān)頻率的提高也帶來一些亟待解決的問題,由以往的經(jīng)驗可知,開關(guān)頻率的大小與系統(tǒng)開關(guān)損耗成正比,與系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率成反比。軟開關(guān)技術(shù)的出現(xiàn),解決了因提高開關(guān)頻率帶來的一系列問題,而且在工程上得到廣泛的應(yīng)用。本文首先分析了多種移相全橋軟開關(guān)直流變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),總結(jié)出每種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點,然后選定滯后橋臂串聯(lián)二極管的主拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)作為本文的研究對象,并針對該結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體分析研究。由于副邊整流二極管上存在著寄生電容,所以副邊電壓的波形容易發(fā)生振蕩,本文對振蕩原因進(jìn)行分析說明,采用添加輔助電路的方法來抑制副邊振蕩。針對變換器在輕載時超前橋臂開關(guān)管實現(xiàn)ZVS效果不佳的現(xiàn)象,提出了在超前橋臂增加輔助電流源的改進(jìn)措施,設(shè)計輔助電路并分析ZVS范圍增大的原理,并進(jìn)行仿真驗證。然后,根據(jù)小信號分析法建立主電路的數(shù)學(xué)模型,采用電壓外環(huán)電流內(nèi)環(huán)的控制結(jié)構(gòu),并給出具體的設(shè)計過程。由于傳統(tǒng)的PI控制器不具備在線整定的功能,同時在負(fù)載切換的復(fù)雜工況下應(yīng)對能力不佳,而且數(shù)字控制存在延遲等缺點,使得控制作用會存在一個采樣周期的延遲,針對上述問題本文提出將預(yù)測控制技術(shù)與模糊PI控制相結(jié)合的預(yù)測模糊PI控制的控制策略,并給出其設(shè)計方法。在相同工況下對傳統(tǒng)PI控制和預(yù)測模糊PI控制這兩種控制策略分別進(jìn)行仿真,仿真結(jié)果說明預(yù)測模糊PI控制對切換負(fù)載的復(fù)雜工況的應(yīng)對能力較好,更能滿足系統(tǒng)要求。最后設(shè)計了以STM32F407為核心的控制系統(tǒng),基于搭建的實驗平臺,對仿真波形進(jìn)行驗證,證明了理論與實際的一致性。
【圖文】：

圖 1.1 軟開關(guān)變換器的發(fā)展階段開關(guān)電源的軟開關(guān)技術(shù)中，一般采用在開關(guān)管的兩端串聯(lián)或者并等元件，通過產(chǎn)生諧振和鉗位作用，使得開關(guān)管的電壓或者電流損耗的目的[10]。

（a）開通過程 （b）關(guān)斷過程圖 1.2 硬開關(guān)中開通和關(guān)斷過程中電壓電流波形示意圖上圖 1.2 是硬開關(guān)中開通和關(guān)斷過程中電壓電流波形示意圖，，根據(jù)電力電子，開關(guān)管的開通損耗和關(guān)斷損耗分別如下式所示：ontW u idt
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN86

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2694114