高降压比开关电容LLC谐振变换器研究

发布时间：2021-03-14 23:45

　　随着能源结构趋于低碳化,直流微网得到了快速发展。在低压直流配电网络中,有着不同等级的母线电压,通过多个变换器逐级降压的方式为负载供电。为了提升直流微网中的能量传输效率,设计出高效率、高降压比的DC/DC变换器有着重要的意义。本文针对现有高降压比DC/DC变换器存在的不足,采用氮化镓器件和平面变压器结构,设计出了开关电容LLC谐振变换器,具有可靠的软开关、高效率、高降压比的特点。首先介绍了开关电容LLC谐振变换器的拓扑结构,研究了变换器的工作原理。在高频、高降压比条件下,变压器的副边漏感不可忽略。讨论了副边漏感对电路谐振过程的影响,对变换器的各个工作模态进行具体分析,并计算出了各模态下的电压电流方程。本文采用基波分析法,搭建了谐振电路的优化模型,分析谐振腔的增益特性。深入研究了在高频条件下系统实现软开关的条件,给出了更精确的死区时间范围。对电路中存在的损耗进行了分析。采用极限频率法对开关电容充放电的损耗进行计算。优化了谐振腔及开关电容电路的元件参数,使得变换器能够可靠实现软开关,降低电容充放电损耗。本文利用扩展函数描述法,考虑变压器副边漏感对系统的影响,建立了更加准确、有效的小信号模型。... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

直流微网系统的结构示意图

电压增益与副边漏感Ls,lk及归一化频率fn的三维关系图

样机实物图

【参考文献】：
期刊论文
[1]Buck变换器级联系统直流母线电压稳定控制策略研究[J]. 马佳睿,穆琳.  舰船电子工程. 2019(01)
[2]分布式发电、微网与智能配电网的发展与挑战[J]. 马效国.  通信电源技术. 2018(08)
[3]“十三五”我国纯电动汽车战略规划分析[J]. 于保军,于文函,孙伦杰,司苏美.  汽车工业研究. 2018(02)
[4]新能源直流微网的控制架构与层次划分[J]. 李武华,顾云杰,王宇翔,向鑫,何湘宁.  电力系统自动化. 2015(09)
[5]新型开关电容双向DC-DC变换器设计[J]. 马圣全,潘庭龙,纪志成.  电气传动. 2015(01)
[6]LLC谐振式DC/DC变换器的研究与实现[J]. 彭彦卿,王枫,张小亮,张辑,罗善清.  厦门理工学院学报. 2014(03)
[7]基于Switch-Capacitor网络的单开关升压变换器[J]. 侯世英,陈剑飞,孙韬,张立帅,邹学伟.  电工技术学报. 2013(10)
[8]一种谐振开关电容变换器的再分析与改进[J]. 夏守行,张佐理.  电工技术学报. 2013(04)
[9]并联谐振变换器的电路特性分析[J]. 张治国,谢运祥,袁兆梅.  华南理工大学学报(自然科学版). 2013(04)
[10]高压变压器寄生电容对串联谐振变换器特性的影响[J]. 刘军,郭瑭瑭,常磊,何湘宁.  中国电机工程学报. 2012(15)

博士论文
[1]开关电容变换器及其控制技术研究[D]. 杨磊.西北工业大学 2017

硕士论文
[1]基于储能的直流微电网双向DC/DC变换器的优化设计[D]. 马红伟.安徽工程大学 2019
[2]基于平面矩阵变压器的高频LLC谐振变换器研究[D]. 周迪斌.哈尔滨工业大学 2019
[3]高频高变比双向DC/DC谐振变换器研究[D]. 朱陌痕.哈尔滨工业大学 2019
[4]基于GaN器件的高频LLC通信电源研究[D]. 邓湘原.哈尔滨工业大学 2019
[5]高效高功率密度变流器的研究[D]. 刘昌咏.上海电力大学 2019
[6]基于GaN器件的高频DC/DC变换器研究[D]. 王媛媛.哈尔滨工业大学 2018
[7]基于简化轨迹优化控制的高频数字化LLC谐振变换器研究[D]. 李彬齐.哈尔滨工业大学 2018
[8]基于LCLC谐振网络的双向直流变换器拓扑研究[D]. 王浩宇.哈尔滨工业大学 2018
[9]高效双模降压型开关电容DC-DC转换器设计[D]. 陈浩.西安电子科技大学 2018
[10]交—交开关电容变换器建模方法研究[D]. 包莅庭.中国计量大学 2017



本文编号：3083172