适用于宽输入电压的高效率LLC谐振变换器研究

发布时间：2022-02-27 21:46

　　随着全世界范围内对能源消耗及环境保护的日益重视,如何高效率地利用能源、电能已成为了当今的研究热点之一。风电、光伏等可再生能源具有清洁、可持续、发电方式灵活等优点,但其后级输出电压具有随机性和变化范围大的特点,因此,有必要研究宽输入电压的高效率DC/DC变换器。谐振变换器相对于PWM变换器具有开关频率高、开关损耗小、允许输入电压范围宽等优点,其中,LLC型谐振变换器性能优良,已为业界所关注。但是其工作模态复杂,给设计和控制带来困难。因此,需要进一步研究LLC谐振变换器的工作机理和控制策略。通常采用基波近似等效（Fundamental Harmonic Approximation,FHA）方法分析LLC谐振变换器的性能,通过将变压器两端电压、电流等效为正弦量,忽略高次谐波进行频域分析。该方法由于没有考虑LLC电路的不连续导通情况,存在较大误差。LLC采用变频控制（Frequency Modulation,FM）方法,通过改变开关频率调节电路的电压增益,该方法实现简单,但其在开关频率高于谐振频率时电路的工作效率下降明显。针对LLC谐振变换器现有分析方法和控制策略的局限性,本文采用时域分析法,... 

【文章来源】：上海交通大学上海市211工程院校985工程院校教育部直属院校

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 研究现状
        1.2.1 LLC参数设计方法的研究现状
        1.2.2 LLC控制方法的研究现状
    1.3 课题研究内容
第二章 LLC谐振变换器工作特性及典型分析、控制方法
    2.1 LLC谐振变换器的工作原理
    2.2 LLC谐振变换器的工作模态分析
    2.3 LLC谐振变换器的基波等效分析法和变频控制
    2.4 本章小结
第三章 基于DCM分析的LLC参数设计与优化
    3.1 LLC谐振变换器的不连续导通分析
    3.2 改进的基波等效分析法
    3.3 电路损耗分析
    3.4 基于改进FHA分析的参数设计与优化
    3.5 本章小结
第四章 LLC谐振变换器的FM+PWM混合控制策略
    4.1 传统变频控制对二次侧ZCS的影响
    4.2 LLC谐振变换器的PWM控制特性分析
        4.2.1 PWM控制对主开关管ZVS的影响
        4.2.2 PWM控制的占空比设置
    4.3 LLC谐振变换器的混合控制策略
    4.4 本章小结
第五章 仿真及实验验证
    5.1 基于PSCAD的仿真模型
    5.2 LLC硬件电路及基于DSP的控制电路设计
        5.2.1 LLC主电路设计及元件选择
        5.2.2 驱动电路设计
        5.2.3 基于DSP的控制电路设计
    5.3 LLC谐振变换器工作特性的仿真及实验验证
        5.3.1 LLC谐振变换器的硬件驱动波形
        5.3.2 LLC谐振变换器的工作模态
        5.3.3 基于DCM的 FHA分析与传统FHA分析对比
        5.3.4 LLC谐振变换器软开关的实现
        5.3.5 FM控制和PWM控制对软开关的影响
        5.3.6 全输入电压下LLC谐振变换器的电压增益
        5.3.7 全输入电压下LLC谐振变换器的工作效率
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 本文主要工作及创新点
    6.2 后续研究工作
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文及取得成果


【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
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硕士论文
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[9]混合控制全桥LLC谐振变换器的优化设计[D]. 潘志杰.南京航空航天大学 2013
[10]LLC谐振变换器PWM控制策略和同步整流技术的研究[D]. 管松敏.南京航空航天大学 2012



本文编号：3645339