电力电子变压器DC/DC变换器设计研究

发布时间：2023-02-10 07:51

　　本文针对电力电子变压器中DC/DC变换器的输出端在宽范围变压环境中的应用,研究并设计了一台额定输出功率10.4kW,输入电压500V,输出电压350V-600V的可以进行宽范围调压输出的两级LLC谐振型DC/DC变换器,并为了解决级联型LLC变换器电流分布不均匀的问题,提出了一种新型自动均流方案。(1)设计了一台应用于LLC变换器中的视在功率为5.5kW的高频变压器:包括磁心的选型、绕组规格的确定以及排布。并在ANSYS环境下,应用Simploer-Maxwell对设计好的高频变压器进行联合仿真,分析最恶劣工况下的磁心主磁路的磁密、漏磁密、铁损分布以及在该工况下的温升。(2)基于LLC谐振拓扑的特点设计一台额定输出功率为5.2kW的单级LLC谐振变换器。以变频控制方式在PSIM环境下进行仿真,分析系统增益等于1、增益大于1和增益小于1三种情况下的频率变化情况。(3)结合变频控制和移相控制的优势,设计了升压变频控制,降压移相控制的控制方案,并在PSIM环境下对其进行仿真分析。(4)采用输入串联输出并联的级联方案,并为了解决LLC变换器在级联运行时的电流不均匀的问题,从而实现电力电子变压器...

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 DC/DC变换器的发展概述
    1.2 非隔离DC/DC拓扑类型
        1.2.1 降压型DC/DC拓扑
        1.2.2 升压型DC/DC拓扑
        1.2.3 升降压型DC/DC拓扑
    1.3 电力电子变压器的基本概念
    1.4 电力电子变压器的研究现状
    1.5 论文的主要工作
第2章 高频变压器设计
    2.1 漏感对DC/DC变换器的影响及抑制措施
        2.1.1 漏感对功率开关管的影响原理
        2.1.2 抑制漏感的措施
    2.2 分布电容对DC/DC变换器的影响以及抑制措施
        2.2.1 分布电容对EMI的影响
        2.2.2 分布电容的抑制措施
    2.3 高频变压器的设计流程
        2.3.1 高频变压器的磁心形状和尺寸的选择
        2.3.2 高频变压器一、二次侧绕组匝数的确定
        2.3.3 励磁电感的设计
        2.3.4 绕组设计与排布
    2.4 设计与仿真
    2.5 本章小结
第3章 LLC谐振拓扑设计
    3.1 LLC谐振拓扑的工作原理
        3.1.1 区域1 下的工作模态
        3.1.2 区域2 下的工作模态
    3.2 LLC谐振DC/DC拓扑的基波近似(FHA)模型
    3.3 LLC谐振型DC/DC拓扑增益和负载适应特性的关系
    3.4 谐振腔的参数设计
        3.4.1 确定谐振腔的额定工作点
        3.4.2 参数m值
        3.4.3 确定品质因数Q值
        3.4.4 确定谐振原件参数值
    3.5 LLC谐振型DC/DC拓扑原边实现ZVS的条件
        3.5.1 输出电压最大、空载模式
        3.5.2 输出电压最小、满载模式
    3.6 主电路其他元器件的选型
    3.7 LLC谐振变换器的设计与仿真
    3.8 本章小结
第4章 LLC变换器混合控制策略设计
    4.1 移相控制
    4.2 变频控制与混合控制方式
        4.2.1 变频控制方式
        4.2.2 变频-移相混合控制
    4.3 设计与仿真
    4.4 本章小结
第5章 一种新型自动均流方案
    5.1 拓扑结构
    5.2 均流模态分析
    5.3 设计与仿真
    5.4 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
附录 变频-相移控制仿真C代码
致谢



本文编号：3739305