学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

高功率密度Class-E谐振变换器的研究

作　者: 赵向源
导　师: 徐德鸿
学　校: 浙江大学
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: 磁集成 Class-E谐振变换器高频高功率密度待机控制
分类号: TM46
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 117次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载

内容摘要

随着手机的小型化,人们对手机充电器也提出了越来越高的要求:更高的功率密度。提高手机充电器的功率密度,主要有两种途径:一是提高开关频率;二是采用磁集成技术。常用的手机充电器电路拓扑不适合高频工作,为了使电路能在较高的工作频率下高效工作,本文引入了Class-E谐振变换器。Class-E谐振变换器可以实现软开关,适于高频工作,而且还可以把变压器漏感、主开关管寄生电容等寄生参数利用起来。高频工作时,待机损耗比较严重。为了减小待机损耗,本文把间歇式待机控制方法引入Class-E谐振变换器的待机控制中。通过采用间歇式待机控制模式和低功耗启动电路,使得Class-E谐振变换器的待机损耗降到了0.3W以下,达到了业界0.3W的待机损耗要求。同时交流90V到265V的全范围电压输入时,变换器的输出电压脉动都小于5%。提高工作频率可以减小无源元件的体积,但是高频化的方法仍有一定的局限性,为了进一步减小变换器的体积,必须采用磁集成技术。Class-E谐振变换器一共有四个磁元件:输入电感、串联谐振电感、并联电感和变压器。本文研究了并联电感、串联谐振电感和输入电感分别与变压器集成的方法,并提出了用共用部分磁路的解耦集成方法实现磁元件的完全集成。根据磁元件在EE型磁芯中位置的不同分为三种不同的完全集成结构。本文通过Ansoft软件对三种集成结构的损耗情况进行了仿真比较。最后通过制作样机对Class-E谐振变换器的磁集成进行了实验研究。完全磁集成结构的磁元件总体积仅为分立磁元件时总体积的27.4%,磁元件的总体积大为减小,提高了变换器的功率密度。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-6
目录  6-8
第1章绪论  8-16
  1.1 手机充电器的研究现状及发展趋势  8-9
  1.2 Class-E谐振变换器介绍  9-14
    1.2.1 Class-E谐振变换器概述  10-11
    1.2.2 Class-E谐振变换器的工作原理分析  11-13
    1.2.3 Class-E谐振变换器的特点  13-14
  1.3 本文的选题意义和研究内容  14-16
第2章 Class-E谐振变换器的待机控制设计  16-29
  2.1 Class-E谐振变换器待机损耗的主要类型  16-18
  2.2 Class-E谐振变换器的待机控制设计  18-25
    2.2.1 常用待机控制方法  18-20
    2.2.2 Class-E谐振变换器待机控制原理  20-23
    2.2.3 Class-E谐振变换器待机控制仿真验证  23-25
  2.3 低功耗启动电路的设计  25-26
  2.4 待机控制实验研究  26-28
  2.5 本章小结  28-29
第3章 Class-E谐振变换器的磁设计  29-57
  3.1 Class-E谐振变换器分立磁元件的设计  29-37
    3.1.1 变压器设计  29-33
    3.1.2 输入电感设计  33-34
    3.1.3 串联谐振电感设计  34-35
    3.1.4 并联电感设计  35-37
  3.2 Class-E谐振变换器的磁集成设计方法  37-44
    3.2.1 并联电感L_m与变压器T的集成  38-39
    3.2.2 串联谐振电感L_s与变压器T的集成  39-41
    3.2.3 输入电感L_(in)与变压器T的集成  41-44
  3.3 完全磁集成设计Ansoft仿真分析  44-56
    3.3.1 串联谐振电感L_s放中柱集成结构仿真分析  44-49
    3.3.2 变压器T放中柱集成结构仿真分析  49-52
    3.3.3 输入电感L_(in)放中柱集成结构仿真分析  52-54
    3.3.4 三种集成结构仿真结果比较  54-56
  3.4 本章小结  56-57
第4章 Class-E谐振变换器磁集成实验分析  57-68
  4.1 磁元件集成的实现  57-60
    4.1.1 集成并联电感的实现  57
    4.1.2 集成串联谐振电感的实现  57-58
    4.1.3 集成输入电感的实现  58-60
  4.2 不同集成情况实验结果  60-67
    4.2.1 分立元件实验结果  60-61
    4.2.2 集成并联电感实验结果  61-63
    4.2.3 集成串联谐振电感实验结果  63-64
    4.2.4 集成输入电感实验结果  64-66
    4.2.5 完全磁集成结构与分立元件结构实验结果对比分析  66-67
  4.3 本章小结  67-68
第5章总结与展望  68-70
附录Ⅰ:Class-E谐振变换器磁集成样机照片  70-71
附录Ⅱ:Class-E谐振变换器电路原理图  71-72
参考文献  72-77
攻读硕士期间发表的论文  77-78
致谢  78

高功率密度Class-E谐振变换器的研究

内容摘要

全文目录

相似论文