串并联谐振变换器在高压电源中的应用

发布时间：2017-10-02 03:15

  本文关键词：串并联谐振变换器在高压电源中的应用

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【摘要】：高压直流电源作为供电电源,在工业、医疗等领域得到了广泛的应用。传统的高压直流电源采用工频变压器进行升压,因此具有体积大、笨重、变换效率低、稳定性差等缺点。而高频变压器工作在高频,可解决传统高压直流电源的这些问题,因此包含高频变压器的的高频直流电源凭其高频、节能、高效等优点,逐渐取代传统的高压直流电源而成为发展趋势。高频高压电源在应用中主要存在高压变压器的寄生参数问题以及高频率下开关管损耗过大问题。本文研究的串并联谐振变换器克服了高频变压器的寄生参数问题,它利用了变压器的寄生参数,使开关器件工作在零电压/电流状态,并且使能量得到更好的传输。本文对常用的几种谐振变换器进行研究,选取具有电容型滤波器的串并联谐振变换器作为主电路拓扑,采取变频控制策略,使LCC谐振器可工作在电流连续和断续这两种模式下。本文通过分析LCC谐振变换器在电感电流连续模式(CCM)下的工作原理,利用基波近似法得出变换器的稳态模型,对串并联谐振器进行了设计,使得该电源在全负载范围内,利用变压器的寄生参数,实现了所有开关管的零电压开关,减小了电流应力与开关频率的变化范围。此外,针对以上设计进行了仿真,验证了设计方法的正确性,达到了LCC谐振电路预期的结果。最后,利用设计好的该LCC谐振变换参数,研制出了输出电压为10kV,功率为3kW的高频高压电源,并对该电源系统的信号隔离电路、高频变压器等组成部分进行了分析。
【关键词】：高频高压电源 LCC 谐振变换器 零电压开关
【学位授予单位】：河北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM46
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 绪论8-12
• 1.1 高压电源应用背景8-9
• 1.2 高压直流电源的发展趋势9-10
• 1.3 技术演变过程10-11
• 1.4 LCC谐振变换器的发展状况11
• 1.5 本文的研究内容11-12
• 第二章 LCC电路的分析12-26
• 2.1 高频高压电源中的寄生参数12
• 2.2 几种谐振网络12-15
• 2.2.1 串联谐振变换器13
• 2.2.2 并联谐振变换器13-14
• 2.2.3 串并联谐振变换器14-15
• 2.3 LCC谐振电路分析15-22
• 2.4 等效电路22-25
• 2.4.1 逆变桥的等效电路22-23
• 2.4.2 其他环节的等效电路23-25
• 2.4.3 等效交流电路25
• 2.5 本章小结25-26
• 第三章 LCC谐振电路的数学模型分析26-34
• 3.1 表达式的推导26-28
• 3.2 稳态模型的分析28-29
• 3.3 ZVS的实现29-32
• 3.3.1 电压传输比特性曲线29-30
• 3.3.2 电容对变换器特性的影响30-31
• 3.3.3 开关管ZVS的实现31-32
• 3.4 本章小结32-34
• 第四章 LCC谐振电路参数设计及仿真34-42
• 4.1 参数设计34-37
• 4.1.1 设计步骤34-35
• 4.1.2 θ的选取35-36
• 4.1.3 主要特性曲线36-37
• 4.2 仿真验证37-40
• 4.3 仿真结果分析40-41
• 4.4 本章小结41-42
• 第五章 高频高压LCC谐振电源的设计42-52
• 5.1 系统基本结构简介42
• 5.2 迭层母线42-43
• 5.3 高频高压变压器43-49
• 5.3.1 选取合适的磁芯43-45
• 5.3.2 绕组分析45-47
• 5.3.3 高频变压器的设计47-49
• 5.4 驱动电路49-50
• 5.5 信号隔离与调理电路50-51
• 5.6 本章小结51-52
• 第六章 结论52-54
• 6.1 结论52
• 6.2 展望52-54
• 参考文献54-58
• 致谢58

【参考文献】

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1 张朋朋;大功率高频开关电源变压器的优化设计[D];西南交通大学;2009年

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本文编号：957239