学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

磁集成三电平LLC谐振变换器

作　者: 吴扣林
导　师: 陈乾宏
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: 三电平谐振变换器漏感集成磁件分立磁件
分类号: TM461
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 134次
引　用: 3次
阅　读: 论文下载

内容摘要

三电平直流变换器可以降低开关管的电压应力,减小输出滤波器,广泛应用于新能源供电、通信电源等场合。为了提高变换器的效率,要求其采用软开关技术,而传统的利用移相控制或倍流整流等软开关技术不能同时很好实现原边开关管的软开关及副边整流管的零电流关断。为此,将LLC谐振网络引入到复合式全桥三电平(H-FB TL)谐振变换器中,得到PWM H-FB TL LLC谐振变换器,此组合能同时实现开关管的软开关及整流管的零电流关断。H-FB TL LLC谐振变换器主要具有以下优点:适合于宽输入电压范围的应用场合;三电平桥臂的开关管电压应力只有输入电压的一半;整流二极管实现ZCS,其电压应力仅为一倍或两倍的输出电压;可以在全负载范围内实现ZVS。针对H-FB TL LLC谐振变换器有变压器和谐振电感两个磁件,为了减小磁件的体积、重量,提高变换器的功率密度,磁集成技术被引入到该变换器中。本文详细分析了变换器的基本工作原理并给出了其主要参数的设计方法。对两绕组及三绕组变压器副边存在漏感的模型进行了等效,并用Saber仿真软件验证了理论分析的正确性。给出了利用漏感及独立绕组的两种磁集成方法。用Ansoft软件对利用漏感进行磁集成的变压器进行了仿真分析和参数设计;对两种同名端连接方式的集成磁件进行了电路等效、分析、比较及选择,最终完成了集成磁件的设计。在电气性能相同的原则下,完成了200～400V输入、360V输出、功率为1.5KW的分立磁件和集成磁件原理样机的制作,给出了实验结果,实验结果证明了原理分析的正确性。与分立式磁件相比,采用独立绕组集成磁件的体积和重量减少了近20%,且效率有所提高。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-15
第一章绪论  15-23
  1.1 三电平直流变换器的发展概况  15-16
  1.2 三电平直流变换器的应用  16-17
    1.2.1 新能源供电的应用场合  16-17
    1.2.2 通信电源  17
  1.3 三电平直流变换器软开关技术  17-19
    1.3.1 移相控制软开关技术  17-18
    1.3.2 倍流整流软开关技术  18-19
  1.4 三电平LLC 谐振变换器  19-21
    1.4.1 半桥LLC 谐振变换器  19-20
    1.4.2 复合式全桥三电平LLC 谐振变换器  20-21
    1.4.3 LLC 谐振变换器的研究现状  21
  1.5 本文研究的内容及意义  21-23
    1.5.1 本文研究的意义  21
    1.5.2 本文研究的内容  21-23
第二章复合式全桥三电平LLC 谐振变换器的工作原理及其设计  23-41
  2.1 引言  23
  2.2 工作原理  23-29
    2.2.1 3L 模式  23-27
    2.2.2 2L 模式  27-29
  2.3 控制电路  29-31
    2.3.1 控制电路的实现  29-30
    2.3.2 控制电路的工作原理  30-31
  2.4 变压器副边存在漏感模型的等效  31-33
    2.4.1 两绕组模型的等效  31-32
    2.4.2 三绕组模型的等效  32-33
  2.5 1.5KW 变换器的主要参数设计  33-38
    2.5.1 开关管实现ZVS 的条件  34
    2.5.2 副边整流管实现ZCS 的条件  34-35
    2.5.3 谐振电容Cr 的计算  35
    2.5.4 谐振电感Lr 的计算  35
    2.5.5 激磁电感Lm 的计算  35
    2.5.6 变压器主要参数的计算  35-38
      2.5.6.1 变压器主要参数的计算  35-36
      2.5.6.2 变压器副边存在漏感两绕组模型的等效设计结果  36-37
      2.5.6.3 变压器副边存在漏感三绕组模型的等效设计结果  37-38
  2.6 仿真验证  38-40
    2.6.1 两绕组模型的仿真结果  38-39
    2.6.2 三绕组模型的仿真结果  39-40
  2.7 本章小结  40-41
第三章 1.5KW 磁集成三电平LLC 谐振变换器的设计  41-54
  3.1 引言  41
  3.2 磁集成方案的选取  41-42
    3.2.1 集成方法1－利用变压器漏感  41-42
    3.2.2 集成方法2－利用独立绕组  42
  3.3 利用漏感的集成磁件设计方法  42-45
    3.3.1 集成磁件的设计  43-45
    3.3.2 实验验证  45
  3.4 利用独立绕组的集成磁件设计方法  45-53
    3.4.1 集成磁件的等效电路  45-48
    3.4.2 等效电路的简化  48-51
      3.4.2.1 集成示意图1 的简化等效电路  48-50
      3.4.2.2 集成示意图2 的简化等效电路  50-51
    3.4.3 集成磁件的磁通关系  51-52
    3.4.4 同名端设置方法的比较  52
    3.4.5 1.5KW 三电平LLC 变换器集成磁件的设计结果  52-53
  3.5 本章小结  53-54
第四章实验结果及对比讨论  54-61
  4.1 引言  54
  4.2 主电路主要参数  54
  4.3 实验结果  54-56
    4.3.1 分立式变换器的实验结果  54-55
    4.3.2 采用漏感磁集成变换器的实验结果  55-56
    4.3.3 采用独立绕组磁集成变换器的实验结果  56
  4.4 IM 和DM 方法的比较  56-59
    4.4.1 磁件设计结果对比  56-58
    4.4.2 效率对比与样机图片  58-59
  4.5 本章小结  59-61
第五章总结与展望  61-62
  5.1 本文的主要工作  61
  5.2 下一步要做的工作  61-62
参考文献  62-66
致谢  66-67
在学期间的研究成果及发表的学术论文  67

磁集成三电平LLC谐振变换器

内容摘要

全文目录

相似论文