基于高频链拓扑的高效单级式定压功放的研究
发布时间：2023-11-25 06:14
分布式扬声器系统广泛应用在公共广播、背景音乐播放等场合,采用单个D类音频功放直接驱动多个位置较远的定压式扬声器是目前的主流方案。但D类功放前级侧需要采用隔离DC/DC变换器为其提供稳定直流电压,系统为两级式功率变换且DC-DC变换器输出侧一般采用LC滤波,滤波电感和电解电容的体积较大;此外,系统功率等级越大,功放的电源电压等级越高,后级D类功放需要选用高耐压的开关管,但高耐压开关管在高频(数百kHZ)硬开关工作时开关损耗很大,会显著降低系统效率,影响散热设计。本文研究将前级隔离DC/DC变换器与后级D类功放整合成单级式的DC-AC功率变换电路;同时,保证电路所有开关管实现零电压开关(Zero Voltage Switching,ZVS),显著降低器件的开关损耗。本文以基于单极性(Uni-Polarity,UP)调制策略的周波变换类型的高频链(Cycloconvertertype High Frequency Link,CHFL)DC-AC变换器作为研究对象,详细分析周波变换器的低频解耦方式和高频解耦算法,重点解决漏感与寄生电容间的谐振问题并提出开关管宽范围软开关的实现方法。论文主要研究...
【文章页数】：159 页
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 研究现状
1.2.1 高频链DC-AC变换器
1.2.2 CHFLDC-AC变换器调制策略及电路拓扑
1.2.3 CHFLDC-AC变换器软开关技术
1.3 单级式定压功放的设计要求
1.4 论文的主要工作
第二章 基于3L-UP调制策略的CHFLDC-AC变换器
2.1 周波变换器工作原理
2.1.1 调制策略的低频解耦
2.1.2 电路结构的低频解耦
2.1.3 同步切换方式
2.2 原边电路调制策略
2.2.1 输出电压和电流同相
2.2.2 输出电压和电流非同相
2.2.3 STFO调制
2.3 高频链传输理论证明
2.4 仿真验证
2.5 本章小结
第三章 变压器漏感与寄生电容谐振机理及解决方法
3.1 漏感与寄生电容谐振机理
3.2 缓冲电路和箝位电路解决谐振问题
3.2.1 缓冲电路
3.2.2 箝位电路
3.3 原边箝位二极管解决谐振问题
3.3.1 输出电压为正电压
3.3.2 输出电压为负电压
3.4 有源箝位电路解决谐振问题
3.4.1 有源箝位电路拓扑
3.4.2 全桥有源箝位电路
3.5 仿真和实验验证
3.5.1 采用缓冲电路或箝位电路
3.5.2 原边侧采用箝位二极管
3.5.3 有源箝位电路
3.6 本章小结
第四章 基于高频解耦的CHFLDC-AC变换器
4.1 高频解耦工作机理
4.2 基于倍频单极性调制的高频解耦方法
4.2.1 基本方法
4.2.2 工作模态与换流分析
4.2.3 工作特性和软开关条件
4.2.4 无损半桥有源箝位
4.3 基于单极性SPWM调制的高频解耦方法
4.3.1 基本方法
4.3.2 工作模态与换流分析
4.3.3 工作特性和软开关条件
4.4 仿真验证
4.4.1 DF-HFD调制策略
4.4.2 CU-HFD调制策略
4.5 本章小结
第五章 CHFLDC-AC变换器宽范围软开关实现方法
5.1 原边侧开关管软开关实现条件
5.1.1 工作原理
5.1.2 软开关特性
5.2 辅助电流幅值固定的双电感形式
5.2.1 工作原理
5.2.2 软开关特性及实现条件
5.2.3 辅助电路参数设计
5.3 辅助电流幅值自适应的单电感形式
5.3.1 工作原理
5.3.2 软开关特性对比分析
5.4 全桥有源箝位电路下的CHFLDC-AC变换器
5.4.1 电路拓扑和调制策略
5.4.2 工作原理及模态分析
5.4.3 软开关条件
5.5 实验方案设计
5.5.1 变压器和功率器件选择
5.5.2 辅助电感和箝位电容的选择
5.5.3 输入电容和滤波参数的设计
5.5.4 驱动电路设计
5.6 实验结果
5.6.1 变换器稳态波形
5.6.2 开关管软开关波形
5.6.3 实验效率和频谱失真
5.7 本章小结
第六章 工作总结与展望
6.1 本文工作总结
6.2 未来展望
参考文献
攻读博士学位期间的学术活动及成果情况
本文编号：3867430
【文章页数】：159 页
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 研究现状
1.2.1 高频链DC-AC变换器
1.2.2 CHFLDC-AC变换器调制策略及电路拓扑
1.2.3 CHFLDC-AC变换器软开关技术
1.3 单级式定压功放的设计要求
1.4 论文的主要工作
第二章 基于3L-UP调制策略的CHFLDC-AC变换器
2.1 周波变换器工作原理
2.1.1 调制策略的低频解耦
2.1.2 电路结构的低频解耦
2.1.3 同步切换方式
2.2 原边电路调制策略
2.2.1 输出电压和电流同相
2.2.2 输出电压和电流非同相
2.2.3 STFO调制
2.3 高频链传输理论证明
2.4 仿真验证
2.5 本章小结
第三章 变压器漏感与寄生电容谐振机理及解决方法
3.1 漏感与寄生电容谐振机理
3.2 缓冲电路和箝位电路解决谐振问题
3.2.1 缓冲电路
3.2.2 箝位电路
3.3 原边箝位二极管解决谐振问题
3.3.1 输出电压为正电压
3.3.2 输出电压为负电压
3.4 有源箝位电路解决谐振问题
3.4.1 有源箝位电路拓扑
3.4.2 全桥有源箝位电路
3.5 仿真和实验验证
3.5.1 采用缓冲电路或箝位电路
3.5.2 原边侧采用箝位二极管
3.5.3 有源箝位电路
3.6 本章小结
第四章 基于高频解耦的CHFLDC-AC变换器
4.1 高频解耦工作机理
4.2 基于倍频单极性调制的高频解耦方法
4.2.1 基本方法
4.2.2 工作模态与换流分析
4.2.3 工作特性和软开关条件
4.2.4 无损半桥有源箝位
4.3 基于单极性SPWM调制的高频解耦方法
4.3.1 基本方法
4.3.2 工作模态与换流分析
4.3.3 工作特性和软开关条件
4.4 仿真验证
4.4.1 DF-HFD调制策略
4.4.2 CU-HFD调制策略
4.5 本章小结
第五章 CHFLDC-AC变换器宽范围软开关实现方法
5.1 原边侧开关管软开关实现条件
5.1.1 工作原理
5.1.2 软开关特性
5.2 辅助电流幅值固定的双电感形式
5.2.1 工作原理
5.2.2 软开关特性及实现条件
5.2.3 辅助电路参数设计
5.3 辅助电流幅值自适应的单电感形式
5.3.1 工作原理
5.3.2 软开关特性对比分析
5.4 全桥有源箝位电路下的CHFLDC-AC变换器
5.4.1 电路拓扑和调制策略
5.4.2 工作原理及模态分析
5.4.3 软开关条件
5.5 实验方案设计
5.5.1 变压器和功率器件选择
5.5.2 辅助电感和箝位电容的选择
5.5.3 输入电容和滤波参数的设计
5.5.4 驱动电路设计
5.6 实验结果
5.6.1 变换器稳态波形
5.6.2 开关管软开关波形
5.6.3 实验效率和频谱失真
5.7 本章小结
第六章 工作总结与展望
6.1 本文工作总结
6.2 未来展望
参考文献
攻读博士学位期间的学术活动及成果情况
本文编号：3867430
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