三电平软开关正反激DC-DC变换器的研究

发布时间：2017-07-19 00:00

  本文关键词：三电平软开关正反激DC-DC变换器的研究

  更多相关文章： 软开关 正反激 集成变压器 三电平 移相控制

【摘要】：随着电力电子技术的成熟发展,DC-DC变换器的应用在人类生活中的各个方面在不断增加,本文研究的电路拓扑结构是三电平软开关正反激DC-DC变换器,属于多电平直流变换器的范畴。本文简单介绍了本课题的研究背景和意义,以及DC-DC变换器国内外的发展现状与方向,列出了比较常见的几种三电平软开关DC-DC变换器的拓扑结构和工作原理,其中分析了传统三电平半桥软开关直流变换器的工作原理,并对其优缺点进行了分析,着重分析了本文研究的三电平软开关正反激DC-DC变换器的工作原理及工作模态。为了提高开关器件的响应性能,减小开关器件的损耗,本文提出的电路拓扑中通过增加一个软开关辅助电路,从而能在较宽的负载范围内实现了开关管的零电压开断,有效地减小开关管的损耗,提高DC-DC变换器的变换效率,从而缩小了变换器的成本。另外,针对中大功率DC-DC变换器的要求,本文提出的电路拓扑,把正反激电路和三电平电路组合在一起,不仅拓宽了变换器输入电压范围,而且增大了变换器的变换功率。变压器采用磁集成技术,将原有的两铁芯四绕组变压器集成为一铁芯四绕组变压器,这样把变压器体积和重量缩小了,自然变换器的功率密度和利用率也就提高了。本文还详细介绍了基于UC3875芯片的移相控制策略的工作原理及其仿真结果分析,再将输出控制信号通过光耦隔离驱动控制主电路中开关管的开通与关断。本文使用最普遍的电源仿真软件SIMPLIS,对闭环直流变换器系统基于UC3875移相控制策略进行了理论上的建模与仿真,仿真了系统在额定负载以及10%负载情况下的输出波形,并且对仿真结果中输出电压的稳定性及纹波进行了分析。仿真结果验证了理论上本文研究的三电平软开关正反激DC-DC变换器系统的可行性及输出电压的稳定性。
【关键词】：软开关 正反激 集成变压器 三电平 移相控制
【学位授予单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM46
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-15
• 1.1 课题研究背景及意义8-9
• 1.2 三电平软开关技术的提出9-10
• 1.3 三电平软开关DC-DC变换器的发展现状10-14
• 1.3.1 传统的三电平软开关DC-DC变换器10-12
• 1.3.2 三电平零电压零电流DC-DC变换器12
• 1.3.3 增加辅助电路的三电平软开关DC-DC变换器12-14
• 1.4 本文内容安排14
• 1.5 本章小结14-15
• 第二章 传统三电平半桥软开关DC-DC变换器原理的分析15-22
• 2.1 引言15
• 2.2 传统三电平半桥软开关DC-DC变换器15-20
• 2.2.1 传统三电平半桥软开关主电路结构16-17
• 2.2.2 传统三电平半桥软开关电路的PWM控制方法17-18
• 2.2.3 传统三电平半桥软开关电路的工作原理18-20
• 2.3 传统三电平半桥软开关DC-DC变换器的优缺点20-21
• 2.4 本章小结21-22
• 第三章 三电平软开关正反激DC-DC变换器原理分析22-30
• 3.1 引言22
• 3.2 三电平软开关正反激电路的拓扑结构22-23
• 3.3 三电平软开关正反激DC-DC变换器工作原理23-26
• 3.4 零电压开关实现条件26-28
• 3.4.1 超前管的软开关实现27
• 3.4.2 滞后管的软开关实现27-28
• 3.5 正反激集成变压器的分析28-29
• 3.6 本章小结29-30
• 第四章 三电平软开关正反激DC-DC变换器的系统设计30-42
• 4.1 引言30
• 4.2 三电平软开关正反激电路的系统结构30-31
• 4.3 三电平软开关正反激电路的主电路参数设计31-35
• 4.3.1 正反激集成变压器的设计31-34
• 4.3.2 软开关辅助电路的设计34-35
• 4.3.3 输出整流滤波电路的设计35
• 4.4 PWM移相控制电路设计35-40
• 4.4.1 UC3875的功能简介36-38
• 4.4.2 控制电路的设计38-40
• 4.5 隔离驱动电路设计40-41
• 4.6 本章小结41-42
• 第五章 三电平软开关正反激电路系统的仿真验证分析42-55
• 5.1 引言42
• 5.2 电路系统的仿真建模42-43
• 5.3 基于SIMPLIS的仿真结果分析43-52
• 5.3.1 额定负载下的仿真结果分析43-46
• 5.3.2 10%额定负载下的仿真结果分析46-48
• 5.3.3 闭环控制的稳定分析48-52
• 5.4 系统性能分析52-53
• 5.5 本章小结53-55
• 第六章 总结与展望55-57
• 6.1 本文工作总结55-56
• 6.2 本文展望56-57
• 参考文献57-60
• 附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文60-61
• 附录2 攻读硕士学位期间申请的专利61-62
• 致谢62

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本文编号：560302