【摘要】：與傳統(tǒng)Buck拓撲相比,飛跨電容型三電平Buck拓撲的電壓應力更低、輸出濾波器更小,更容易實現(xiàn)高功率密度。近年來,飛跨電容型三電平Buck拓撲得到了廣泛的關注。然而,在電路啟動前,飛跨電容需預充電至輸入電壓的一半,否則器件將面臨過壓問題。目前,僅有少數(shù)預充電方案可借鑒,且實用性不強。與此同時,各種工業(yè)應用對DC/DC變換器動態(tài)性能的要求越來越高,進一步提升變換器的動態(tài)性能具有重要意義。飛跨電容型三電平Buck變換器的可靠工作需要多種電路網(wǎng)絡的輔助,但這些輔助網(wǎng)絡功能相對獨立,僅在某一特定工況下有效,因此元件利用率較低。針對這一缺點,本文首先提出基于功能集成的無源輔助網(wǎng)絡,可將輸入電容預充電電路、飛跨電容預充電電路以及功率器件的RCD緩沖電路進行集成設計,使得輔助網(wǎng)絡中的元件可實現(xiàn)多種功能,提高了元件利用率。在此基礎上,進一步提出了基于功能集成的有源輔助網(wǎng)絡,解決了參數(shù)設計的耦合問題,不但保持了“功能集成”的優(yōu)點,而且能有效克服無源輔助網(wǎng)絡的缺點,顯著提升其通用性。為進一步提升飛跨電容型三電平Buck電路的動態(tài)性能,本文提出了基于冗余模態(tài)的瞬態(tài)控制策略,即在穩(wěn)態(tài)控制器的基礎上添加瞬態(tài)控制。在負載變化時,通過電感電流的快速調(diào)節(jié),降低了輸出電壓的波動。所提出的控制策略原理簡明、實現(xiàn)簡便,與穩(wěn)態(tài)控制器相輔相成,能明顯地進一步提升三電平Buck變換器的動態(tài)性能。最后,搭建了一個1.3kW的試驗樣機。實驗結(jié)果與仿真結(jié)果一致,與理論分析相符,驗證了所提出的輔助網(wǎng)絡和瞬態(tài)控制策略。
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM46

【參考文獻】

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本文編號：2578374