双向全桥LLC谐振变换器的研究

发布时间：2017-12-07 01:11

  本文关键词：双向全桥LLC谐振变换器的研究

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【摘要】：随着化石能源的不断消耗和全球环境污染问题日益严重,可实现节能减排的新能源技术越来越受到重视。在新能源技术相关领域,实现能量双向流动的双向DC/DC变换器发挥着重要作用。LLC谐振变换器可以实现逆变开关的零电压开通与整流开关的零电流关断,经过多年的发展已经广泛应用于各种单向DC/DC变换器场合,而如何将LLC谐振技术运用到双向DC/DC变换器中,实现高效高功率密度的双向运行已经成为LLC谐振技术的一个新研究方向。本文即对基于LLC谐振的双向DC/DC变换器进行了具体的研究。本文首先介绍基于LLC谐振的双向DC/DC谐振变换器的研究现状,在对比各种具体的拓扑结构优缺点基础上,确定以传统的LLC谐振拓扑结构作为研究对象。对基于LLC谐振的正向运行模式进行了基于基波分析法的直流分析,并建立了考虑谐波因素的损耗模型。本文研究的重点是双向LLC变换器反向模式的运行原理与优化,传统的控制方式下,双向LLC变换器反向运行只能工作在归一化电压增益小于1的降压模式,本文提出的控制方式,可使反向运行实现归一化增益大于1升压运行功能。论文通过时域分析法以及状态平面法对该种升压控制模式下的电路特性进行了详细的直流分析,然后根据所得双向运行分析的结果,对谐振参数与电压电流应力进行了设计与计算。在理论分析和参数计算结果的基础上,对双向LLC谐振变换器进行了MATLAB仿真。仿真结果显示本文采用的开关器件驱动方式可使反向运行归一化增益大于1,同时仿真所得相关参数与理论计算结果一致。最后根据项目的指标要求,制作了样机,并搭建起实验平台,对变换器的电压、电流波形及效率进行了测试。实验结果表明变换器正向运行时保留了LLC谐振模式及其高效率的优势,变换器反向运行时归一化的电压增益可大于1,同时部分开关器件仍然能够实现软开关,实现了与理论分析和仿真的一致,证实了本设计的有效性。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM46

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本文编号：1260619