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基于Z源逆变器的高压电源研究和设计
作 者: 孙瑞赓
导 师: 曲延滨
学 校: 哈尔滨工业大学
专 业: 电气工程
关键词: 高压开关电源 Z源逆变器 单周控制 电感电流控制 软开关
分类号: TN86
类 型: 硕士论文
年 份: 2009年
下 载: 136次
引 用: 1次
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内容摘要
高压开关电源已被越来越多的行业领域作为系统的供电设备,研究和应用日益广泛。同时,新型的Z源逆变器比传统升压电路具有明显的优势。因此,本文对基于Z源逆变器的高压开关电源进行了全面系统研究。首先,本文分析了Z源逆变器的工作原理,对Z源网络电感和电容设计方法进行了深入的研究和推导,深入研究了Z源逆变器输出电压产生畸变的原因,并对双向流动的Z源逆变器的原理和可能存在的工作模式进行了深入分析。其次,本文分析了单周控制理论,研究了将其应用到Z源逆变器的控制中的方法,用仿真证明了其可行性,并对仿真结果进行了分析。本文还根据Z源网络电感电流的变化范围与电路各参数的关系,提出了电感电流控制方法,用仿真证明了电感电流控制法可行性,并对仿真结果进行了详细分析。最后,本文通过对Z源逆变器的深入研究,提出了改进的双向流动Z源逆变器,实现了零电压开关过程。在高压开关电源的硬件电路设计中,根据参数设计公式进行了主电路参数计算、选型,设计了高频变压器并对倍压整流电路进行了分析选择和器件选型,完成了控制电路、采样与调理电路、驱动与保护电路以及辅助电源的设计。还根据系统的需要设计了控制软件部分,给出了系统控制的流程;进行了系统的仿真调试,验证了系统的可行性。
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全文目录
摘要 4-5 Abstract 5-8 第1章 绪论 8-17 1.1 课题研究的目的和意义 8-9 1.2 开关电源的国内外研究现状及发展趋势 9-12 1.3 Z 源逆变器的国内外研究现状 12-16 1.4 课题的主要研究内容 16-17 第2章 Z源逆变器的理论分析 17-32 2.1 Z 源逆变器的工作原理与等效电路 17-20 2.1.1 Z 源逆变器的拓扑结构 17-18 2.1.2 Z 源逆变器的等效电路 18-20 2.2 Z 源逆变器的控制方法 20-23 2.2.1 实现直通零状态的方法 20-21 2.2.2 加入直通零状态的方法 21-23 2.3 Z 源网络设计 23-25 2.3.1 电感参数设计公式 23-24 2.3.2 电容参数设计公式 24-25 2.4 Z 源逆变器的正常与非正常工作状态 25-27 2.5 双向流动的 Z 源逆变器 27-31 2.6 本章小结 31-32 第3章 单相 Z源逆变器的控制方法研究 32-40 3.1 单周控制的单相 Z 源逆变器研究 32-36 3.1.1 单周控制原理 32-34 3.1.2 单周控制的单相 Z 源逆变器研究 34-35 3.1.3 单周控制单相 Z 源逆变器的仿真 35-36 3.2 Z 源网络电感电流控制的研究 36-39 3.2.1 Z 源网络电感电流控制的研究 36-37 3.2.2 Z 源网络电感电流控制的仿真 37-39 3.3 本章小结 39-40 第4章 高压电源主电路设计 40-60 4.1 单相 Z 源逆变器的设计 40-45 4.1.1 单相 Z 源逆变器的改进及其软开关过程分析 40-43 4.1.2 单相 Z 源逆变器的参数计算与选型 43-45 4.2 高频变压器的设计 45-51 4.2.1 高频变压器磁性材料的选取 45-47 4.2.2 高频变压器的参数设计 47-51 4.3 高频倍压整流电路的设计 51-55 4.3.1 高频倍压整流电路的方案选择 51-54 4.3.2 高频倍压整流电路的参数计算 54-55 4.4 控制与采样电路的设计 55-56 4.5 驱动与保护电路的设计 56-58 4.5.1 驱动电路的设计 56-57 4.5.2 保护电路的设计 57-58 4.6 辅助电源的设计 58-59 4.7 本章小结 59-60 第5章 系统的软件设计与系统仿真 60-67 5.1 系统的软件设计 60-62 5.2 系统仿真与特性分析 62-66 5.2.1 动态过程仿真分析 62-64 5.2.2 变负载仿真分析 64-66 5.3 本章小结 66-67 结论 67-68 参考文献 68-73 致谢 73
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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线电设备、电信设备 > 电源
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