發(fā)布時(shí)間：2017-08-03 03:15

  本文關(guān)鍵詞：一種新型大功率電源軟開關(guān)技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： 軟開關(guān)技術(shù) 大功率 移相全橋 小信號(hào)分析 MATLAB仿真

【摘要】：隨著開關(guān)電源研究的深入及應(yīng)用范圍的擴(kuò)展,大功率開關(guān)電源在電力電子技術(shù)中占有越來(lái)越重要的位置。目前,開關(guān)電源正朝著高頻化、小型化、智能化方向發(fā)展,但傳統(tǒng)的PWM變換器中的開關(guān)器件工作在硬開關(guān)狀態(tài),隨著開關(guān)頻率的提高,會(huì)引起諸如開關(guān)損耗大、開關(guān)器件應(yīng)力高、電磁干擾嚴(yán)重等問(wèn)題,這限制了其工作頻率的提高,由于軟開關(guān)技術(shù)能夠解決硬開關(guān)所帶來(lái)的問(wèn)題,因此軟開關(guān)技術(shù)成為了開關(guān)電源的發(fā)展熱點(diǎn),對(duì)其研究有著較大的意義。本文分析了傳統(tǒng)移相全橋ZVS PWM變換器的工作原理及關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題,針對(duì)輕載情況下,傳統(tǒng)移相全橋ZVS PWM變換器的主開關(guān)管在開關(guān)過(guò)程會(huì)受到瞬間大電流應(yīng)力的問(wèn)題,提出一種新型的大功率電源軟開關(guān)技術(shù),包括設(shè)計(jì)新型變換器拓?fù)浼皟煞N控制策略,使新型變換器在重載時(shí)工作在ZVS狀態(tài),而在輕載時(shí)開關(guān)管又能免受瞬間大電流應(yīng)力的影響。本文針對(duì)變換器的主輸出為150V/400A的情況,設(shè)計(jì)了滿足要求的硬件電路,為新型變換器的反饋控制器設(shè)計(jì)和仿真實(shí)驗(yàn)分析提供了所需參數(shù),硬件電路包括了輸入濾波電容、整流橋、高頻變壓器、功率開關(guān)管、輸出整流濾波電路、芯片與驅(qū)動(dòng)電路、比較與采樣電路等。接著,本文使用狀態(tài)空間平均法對(duì)移相全橋ZVS PWM變換器進(jìn)行小信號(hào)模型的建立與分析,并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的反饋控制器,最終獲得由理論計(jì)算法得到的不完全微分型PID控制器和由工程整定法得到的常規(guī)PI控制器。最后,本文基于MATLAB仿真軟件,對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行仿真模塊的搭建,并分別對(duì)基于不同控制策略的新型變換器在重輕載時(shí)的實(shí)驗(yàn)波形進(jìn)行分析,最終驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)的新型大功率電源軟開關(guān)技術(shù)的可行性。
【關(guān)鍵詞】：軟開關(guān)技術(shù) 大功率 移相全橋 小信號(hào)分析 MATLAB仿真
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM46
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-14
• 1.1 研究背景與意義9-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀10-13
• 1.3 本文研究?jī)?nèi)容及結(jié)構(gòu)安排13-14
• 第二章 新型大功率電源軟開關(guān)技術(shù)的研究分析14-34
• 2.1 傳統(tǒng)移相全橋ZVS PWM變換器的分析14-24
• 2.1.1 傳統(tǒng)移相全橋ZVS PWM變換器的工作原理14-21
• 2.1.2 傳統(tǒng)移相全橋ZVS PWM變換器關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題分析21-24
• 2.2 新型大功率電源軟開關(guān)技術(shù)的分析24-31
• 2.2.1 與傳統(tǒng)移相全橋ZVS PWM變換器的比較25-26
• 2.2.2 新型軟開關(guān)技術(shù)的深入分析26-31
• 2.3 反饋控制模式的選取31-33
• 2.3.1 電壓控制模式31-32
• 2.3.2 電流控制模式32-33
• 2.3.3 論文采用的控制模式33
• 2.4 本章小結(jié)33-34
• 第三章 新型變換器的硬件設(shè)計(jì)34-54
• 3.1 功率電路設(shè)計(jì)34-46
• 3.1.1 輸入濾波電容的設(shè)計(jì)34-37
• 3.1.2 整流橋的設(shè)計(jì)37
• 3.1.3 高頻變壓器的設(shè)計(jì)37-39
• 3.1.4 功率開關(guān)管的設(shè)計(jì)39-41
• 3.1.5 變壓器副邊整流二極管的設(shè)計(jì)41-42
• 3.1.6 輸出濾波電感的設(shè)計(jì)42-45
• 3.1.7 輸出濾波電容的設(shè)計(jì)45
• 3.1.8 軟啟動(dòng)電路的設(shè)計(jì)45-46
• 3.2 控制電路設(shè)計(jì)46-52
• 3.2.1 隔離驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)47-49
• 3.2.2 變壓器原邊側(cè)電流的檢測(cè)電路設(shè)計(jì)49-50
• 3.2.3 諧振電容的電壓比較電路設(shè)計(jì)50-52
• 3.2.4 輸出電壓采樣電路設(shè)計(jì)52
• 3.3 本章小結(jié)52-54
• 第四章 新型變換器的反饋環(huán)路分析與設(shè)計(jì)54-67
• 4.1 移相全橋ZVS PWM變換器的小信號(hào)模型54-59
• 4.1.1 Buck變換器的小信號(hào)模型54-57
• 4.1.2 移相全橋ZVS PWM變換器小信號(hào)模型的建立57-59
• 4.2 系統(tǒng)性能分析與反饋控制器設(shè)計(jì)59-65
• 4.2.1 系統(tǒng)穩(wěn)定性分析59-61
• 4.2.2 反饋控制器設(shè)計(jì)61-65
• 4.3 本章小結(jié)65-67
• 第五章 新型大功率電源軟開關(guān)技術(shù)的仿真實(shí)驗(yàn)分析67-86
• 5.1 仿真模塊搭建67-73
• 5.1.1 功率電路模塊67-68
• 5.1.2 驅(qū)動(dòng)控制模塊68-73
• 5.1.3 反饋控制器模塊73
• 5.2 仿真實(shí)驗(yàn)波形分析73-85
• 5.2.1 基于控制策略一的波形分析73-79
• 5.2.2 基于控制策略二的波形分析79-85
• 5.3 本章小結(jié)85-86
• 總結(jié)與展望86-87
• 參考文獻(xiàn)87-91
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果91-92
• 致謝92-93
• 附件93

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