文档介绍：浙江大学
硕士学位论文
大功率高频并联软开关电源模块研究
姓名:勒成梁
申请学位级别:硕士
专业:电力电子与电力传动
指导教师:陈国柱
20060501
文摘本文提出了有限双极性的软开关控制策略,研究其控制机理。通过隔直电容配合饱和电感强迫一次侧电流在滞后臂关断之前衰减至零,实现滞后臂的零电流开关;而超前臂利用开关器件外并电容作用实现零电压开关,在不增加系统复杂性的前提下实现了系统的软开关,使得软开关范围不受负载的影响,解决在传统移相软丌关控制策略中存在的占空比丢失问题,提高了变压器利用率,降低了系统损耗,提高了功率密度。其次,对开关电源的驱动电路、缓冲电路、控制电路及主要磁元件进行优化、设计。控制电路以为核心,构成电流内环、电压外环的双环控制模式,实现系统稳压和限流。并且通过小信号模型分析,对电压电流环的调节器进行设计。对几种常用的负载均流方法进行研究和电路分析,并对最大电流自动均流法的工作原理以及系统稳定性进行了较为深入的研究。采用均流控制芯片设计了电源的均流控制电路,使模块单元具有可并联功能,可以实现多电源模块并联组成更大功率的电源系统。为验证理论分析的正确性,应用蚐软件对电路模型仿真,并且基于理论分析而建立了双模块并联的实验装置。仿真和实验结果都证实了系统优良的软开关特性,系统动态均流性能良好,满足サ木骶ǘ龋而证实了理论分析的正确性。关键词:有限双极性控制;全桥变换器;零电压零电流开关;双环控制;并联均流
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第一章绪论直流开关电源的发展现状和发展方向【】. 电力电子技术在能量变换上的日趋成熟和技术突破引发了电源系统的历史性革命,使得体积小、重量轻、效率高、动态响应快、输出纹波小、控制精度高的高频开关电源取代相控电源成为必然趋势。现在高频开关电源己广泛的应用于基础直流电源、交流电源、各种工业电源绾浮⒌缃狻⒓尤取⒊涞纭⒌缁魉等⑼ㄑ兜缭础旃璞浮⒓矣苗喙氐缭吹取随着科学技术的发展和现代化生产的发展,尤其是大型通讯基站、发电厂、变电所等应用场合,对大容量的直流电源系统的功率密度和系统的可靠性提出了越来越高的要求。高可靠性、大功率的需求大力推动了开关电源控制技术的革新,在指引了供电方式的新的发展方向的同时也带来了新的难题。近几年来,各式各样的开关电源以其小巧的体积、较高的功率密度和高效率越来越得到广泛的应用。随着电力系统自动化程度的提高,特别是其保护装置的微机化,通讯装置的程控化,对电源的体积和效率的要求不断提高。电源中磁性元件和散热器件成了提高功率密度的巨大障碍。开关频率的提高可以使开关变换器乇鹗潜溲蛊鳌⒌绺械却判栽<约暗缛的体积、重量大为减小,从而提高变换器的功率密度。另外,提高开关频率可以降低开关电源的音频噪声和改善动态响应。但是由于开关管的通断控制与开关管上流过的电流和两端所加的电压无关,而早期的脉宽调制9氐缭垂ぷ髟谟部9啬J剑谟部9刂泄β士9管的开通或关断是在器件上的电压或电流不等于零的状态下强迫进行的,电路的开关损耗很大,开关频率越高,损耗越大,不但增加了热设到了许多的限制。浙江大学硕士论文
术是利用电感和电容对开关的轨迹进行整形,较好的解决了硬开关浠黄的开关损耗大的问题。同时也解决了硬开关引起的侍狻R虼耍谕獾力电子界自二十世纪七十年代以来,不断研究高频软开关技术,并得到较快的发展。最早是采用有损缓冲电路来实现软开关。从能量的角度看,这种方法对变换器的变换效率没有提高,甚至使效率降低。目前所研究的软开关技术不再采用有损缓冲电路,而是真正的减小开关损耗,不是开关损耗的转移。目前,直流开关电源的软开关技术一般可分为以下几类:痴癖浠黄鳎话愠莆P痴癖浠黄鳌8美啾浠黄魇导噬鲜歉涸匦痴裥捅换器,按照谐振元件的谐振方式,分为串联谐振变换器和并联谐振变换器两类。在谐振变换器中,谐振元件一直参与谐振浙江大学硕士论文
本论文研究的意义设计性能优越、保护可靠的驱动电路;针对变换器的二次侧整流二极管的电压尖峰问题,设计优化吸收网络,减少对快恢复二极管的反向电压冲击和输出谐波;芯康缪沟缌魉ɑ房刂贫阅?槲榷ㄐ缘挠跋欤呕杓品蠢】刂频缏凡数,采用电流内环,电压外环的双环控制,实现输出电压、电流的精确控制。电流环采用平均电流模式控制解决了峰值电流模式对噪声敏感、控制方法较复杂、需要谐波补偿等问题;岱剿骶骰方诙圆⒘O低澄榷ㄐ缘挠跋欤呕杓凭鞣蠢〉缏罚捎合适的最大电流自动均流筒钭灾骶的控制方法,实现多模块并联的高精度均流;⒘教淄暾那肮ひ祷ツ?楣β的实验样机,对理论分析和设计进行实验验证,包括并联均流验证。针对中大功率开关直流电源面临的一些技术难题,吸收成熟的软开关技术,研究软开关范围不受负载限制的新型控