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一种高效率隔离型功率变换器的研究

作　者: 孙佳
导　师: 陈永真
学　校: 辽宁工业大学
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: 级联变换器自然零电压开关宽范围电压输入高效率损耗
分类号: TM46
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
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内容摘要

随着功率变换器不断地发展，越来越多的人们需要高效率、低成本、能够适应多种场合的功率变换器。论文在现有的理论基础上，提出了一种高效率、适应宽范围输入电压的隔离型功率变换器。论文通过对反激式的准谐振、正激式的有源箝位、移相全桥变换器、LLC准谐振变换器这些实现高效率功率变换的电路进行分析，针对所存在的问题，提出了自然零电压开关变换器。虽然自然零电压开关变换器效率很高，但是它因为输出不能够实现稳压，同时在宽电压输入范围时存在着一些问题。因此，论文在这个变换器的基础上，对其进行前级预稳压，提出一种高效率隔离型变换器。论文对电路拓扑的原理和工作状态以及变换器的控制模式进行了分析，最终确定变换器的控制模式。接下来对变换器的开关管、电感、变压器、输出整流器的性能进行了详细的分析，通过与单级变换器对比，得出它的优势。然后对两个变换器进行了参数的设计，根据参数选择合适的元器件和控制芯片。根据元器件的具体参数，对本课题变换器和单级变换器的损耗进行了理论计算，同时计算出变换器的效率，将得到的理论数据进行对比。对两个变换器进行了仿真建模，对仿真结果进行了对比。最后对这种高效率隔离型功率变换器进行了实验验证，得到了实验的测试结果，从理论和实践上验证了本隔离型功率变换器的特点。与单级的变换器相比，本课题变换器在不加任何附加元件的情况下实现零电压开关，大大降低开关管上的损耗，同时能够适应宽范围的输入电压，输出电压稳定，能够得到比单级变换器更高的效率。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-11
  1.1 引言  8
  1.2 高效率隔离型功率变换器国内外概况  8-9
  1.3 本课题研究的意义和目的  9-10
  1.4 课题研究内容  10-11
2 高效率功率变换分析  11-18
  2.1 高效率功率变换的损耗分析  11
  2.2 高效率功率变换的一些电路拓扑及分析  11-15
    2.2.1 单管变换器类拓扑  11-13
    2.2.2 全桥移相的零电压开关变换器  13-14
    2.2.3 半桥 LLC 谐振变换器  14-15
  2.3 本高效率隔离型变换器的提出  15-17
    2.3.1 100%占空比控制方式下的电路优势和分析  15-16
    2.3.2 本高效率隔离型功率变换器的提出  16-17
  2.4 本章小结  17-18
3 高效率隔离型功率变换器的原理  18-28
  3.1 高效率隔离型功率变换器的基本组成  18
  3.2 前级 BUCK 变换器的基本原理及稳态分析  18-21
  3.3 高效率隔离型功率变换器的基本工作过程  21-26
  3.4 高效率隔离型功率变换器的控制模式  26-27
  3.5 本章小结  27-28
4 高效率隔离型功率变换器的性能分析  28-38
  4.1 开关管的性能分析  28-31
  4.2 无需输出电感  31-33
  4.3 变压器性能分析  33-35
  4.4 输出整流器的性能分析  35-37
  4.5 本章小结  37-38
5 高效率隔离型功率变换器的设计  38-47
  5.0 系统架构及技术参数  38
  5.1 输入电容的参数选取  38-39
  5.2 电感的参数选取  39
  5.3 开关管的参数选取  39-40
  5.4 前级 BUCK 变换器二极管的参数选取  40
  5.5 输出整流器的参数选取  40-41
  5.6 输出滤波电容器的参数选取  41-42
  5.7 功率变压器的参数选取  42-43
  5.8 控制电路的参数选取  43-46
  5.9 本章小结  46-47
6 变换器的损耗分析与对比  47-54
  6.1 单级变换器的损耗分析  47-48
  6.2 本高效率隔离型功率变换器的损耗分析  48-51
  6.3 两个变换器的损耗对比分析  51-53
  6.4 本章小结  53-54
7 实验结果及波形分析  54-63
  7.1 仿真分析  54-60
  7.2 实验分析  60-62
  7.3 本章小结  62-63
8 总结  63-64
参考文献  64-66
攻读硕士期间发表学术论文情况  66-67
致谢  67-68
附录实验原理图及 PCB 元件布局图  68-69

一种高效率隔离型功率变换器的研究

内容摘要

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