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四桥臂移相串联谐振直流变换器研究

作　者: 陈腾飞
导　师: 钟和清
学　校: 华中科技大学
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: 移相谐振 ZVS 辅助桥臂辅助电流
分类号: TM46
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 94次
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内容摘要

随着高压大功率直流电源的广泛应用,移相全桥电路在高压输出场合应用的研究也越发重要。本文的研究内容正是立足于此。传统移相全桥电路结构中存在输出滤波电感,该电感的存在,不仅导致了占空比丢失问题,更严重的是,它增加了高频高压变压器的电压应力,不利于变压器设计和实现,因而传统移相全桥电路并不适合于高压输出场合。高压直流电源通常仅采用电容滤波,这正是移相串联谐振电路所采用的方式。因为没有了输出滤波电感,该电路不仅适用于高压输出场合,而且还解决了占空比丢失问题。然而,也正是因为没有了输出滤波电感对负载电流的维持作用,该电路实现ZVS的负载范围很窄,这极大的限制了该电路的实际应用范围。为解决这些问题,本文采用了一种新型拓扑,在电路中增加一对辅助桥臂,形成四桥臂移相串联谐振变换器的结构。当负载电流不足以让电路实现ZVS时,可以通过辅助桥臂对主桥臂提供辅助电流来加以补偿,从而使主桥臂实现ZVS,同时辅助桥臂也是ZVS状态。由于辅助电流的引入,主桥臂实现ZVS的条件已摆脱了对负载电流的要求,在任何负载情况下都能实现ZVS。对所提供的辅助电流,可以根据需要来进行调节,轻载时提供较大的辅助电流,重载时提供较小的或者不提供辅助电流,而且对超前与滞后桥的臂调节是独立的。这种调节方式可以优化电路,减小电路损耗,提高效率。本文针对四桥臂移相串联谐振变换器,详细分析了其工作原理、电路参数设计方法。设计和实现了原理样机,并进行了仿真和实验验证。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-7
1 绪论  7-13
  1.1 全桥DC/DC 变换器  7-8
  1.2 高压直流电源  8-10
  1.3 软开关技术  10-12
  1.4 本文研究的内容  12-13
2 四桥臂移相串联谐振变换器  13-40
  2.1 拓扑结构的引入  13-18
  2.2 工作模式分析  18-25
  2.3 各变量间相互关系的数值仿真  25-28
  2.4 主桥臂实现ZVS 的原理分析  28-35
  2.5 辅助电路工作原理  35-38
  2.6 本章小结  38-40
3 电路仿真分析  40-53
  3.1 电路参数确定  40-41
  3.2 MATLAB 仿真及结果分析  41-52
  3.3 本章小结  52-53
4 样机设计及试验结果  53-69
  4.1 样机设计  53-63
  4.2 实验结果及分析  63-68
  4.3 实验总结  68-69
全文总结  69-70
致谢  70-71
参考文献  71-74

四桥臂移相串联谐振直流变换器研究

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