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若干中小功率软开关DC-DC变流器的柔性变拓扑研究

作　者: 戎萍
导　师: 吕征宇
学　校: 浙江大学
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: 有源箝位软开关宽范围输入变拓扑柔性变流器
分类号: TM46
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 181次
引　用: 1次
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内容摘要

在以电力电子系统集成为方向的发展趋势下,标准电源模块的建立以及其普适性通用性的研究是电力电子技术发展的重要领域之一。电力电子拓扑作为标准电源模块的核心架构,通过优化改进得到高性能的拓扑,能够从根本上提高标准电源模块的性能、扩大其应用范围,并增强其通用性。本文以此为背景,着重研究了隔离型中小功率DC-DC变流器拓扑。甄选了结构简单的反激直流变流器拓扑、正激直流变流器拓扑以及正反激直流变流器为重点研究对象,探讨了其高效率的软开关实现方式和输入范围拓展技术,及其变流器效率在整个输入电压范围内的优化。软开关的实现方式主要以性能优越的有源箝位软开关技术为例,分析了有源箝位反激拓扑、正激拓扑和正反激拓扑的优越性,并将其应用于双管反激和双管正反激拓扑,提出了有源箝位双管反激和有源箝位双管正反激拓扑以适应输入电压较高的应用场合。文章具体分析了有源箝位双管反激拓扑和有源箝位双管正反激拓扑的具体电路工作过程、电气特性和设计要点。研究表明有源箝位技术是反激,正激以及正反激拓扑的有效软开关实现方式,能够实现拓扑效率的提升。针对宽输入范围场合,在有源箝位反激、有源箝位正激以及有源箝位双管正反激拓扑的基础,提出了其各自的变拓扑柔性变流器,按照适应的功率等级从小到大分别是:有源箝位单管反激拓扑和不对称半桥反激拓扑相结合的变拓扑反激柔性变流器;有源箝位单管正激拓扑和不对称半桥正激拓扑相结合的变拓扑正激柔性变流器,以及全桥整流结构和倍流整流结构相结合的变拓扑有源箝位正反激柔性变流器。具体探讨了变拓扑反激柔性变流器和变拓扑有源箝位正反激柔性变流器的总体电路设计方法使得变流器能够达到全局性能最优,并研究了切换开关的选择,子拓扑切换电路的实现以及子拓扑的切换策略。设计了具体实验样机验证了变拓扑柔性变流器宽范围输入特性和在全输入电压范围内变流器效率的优化。

全文目录

致谢  5-6
摘要  6-7
Abstract  7-8
目录  8-10
第一章绪论  10-17
  1.1 引言  10
  1.2 直流变流器拓扑的软开关技术  10-12
  1.3 直流变流器拓扑的输入电压范围拓展技术  12-14
  1.4 变拓扑柔性变流器简介  14-15
  1.5 本文的选题意义和研究内容  15-17
    1.5.1 选题意义和背景  15-16
    1.5.2 课题研究的主要内容  16-17
第二章反激变流器软开关拓扑及其变拓扑柔性变流器  17-52
  2.1 反激变流器的宽范围特性和软开关特性  17-33
    2.1.1 有源箝位双管反激变流器(ACOI)  20-26
    2.1.2 谐振复位软开关双管反激变流器(RROI)  26-29
    2.1.3 宽范围输入双管反激变流器拓扑族的性能比较  29-33
  2.2 基于反激的变拓扑宽范围输入变流器  33-50
    2.2.1 子拓扑的工作原理  35-39
    2.2.2 电路设计和切换电压的选择  39-42
    2.2.3 拓扑切换策略  42-46
    2.2.4 实验结果  46-49
    2.2.5 基于正激的变拓扑柔性变流器  49-50
  2.3 本章小结  50-52
第三章有源箝位正反激软开关电路及其变拓扑柔性变流器  52-74
  3.1 有源箝位双管正反激变流器  52-58
    3.1.1 有源箝位双管正反激的具体工作原理  52-56
    3.1.2 有源箝位双管正反激电路特性  56-58
  3.2 有源箝位双管正反激的变拓扑柔性变流器  58-71
    3.2.1 切换电压的选择  60-61
    3.2.2 子电路间的切换实现电路  61-66
    3.2.3 子电路的切换策略  66-68
    3.2.4 实验结果  68-71
  3.3 变拓扑柔性变流器的应用价值  71-73
  3.4 本章小结  73-74
第四章总结和展望  74-76
  4.1 全文总结  74-75
  4.2 工作展望  75-76
参考文献  76-79
作者简历  79

若干中小功率软开关DC-DC变流器的柔性变拓扑研究

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