宽范围输出的三相LCC谐振变换器研究

摘要

针对某些特定的应用场合，需要变换器的输出电压在较宽范围内可以连续调节，并在一定的工作时段可以保持一定的恒定功率输出。本文基于三相LCC谐振变换器设计了一台数字变频控制、输出电压在较宽范围内连续可调的谐振变换器。
　　通过与常用的具有宽范围输出特性的变换器及单相LCC谐振变换器进行比较，得出采用变频控制方式的三相LCC谐振变换器具有输出纹波小、容易实现软开关、适用于大功率应用场合等优点。针对单相、三相LCC谐振变换器的各种工作模态及特点进行分析，得出了变换器的软开关特性及输出电流纹波特性。
　　采用基波分量法建立了与开关频率、负载及变换器增益有关的等效数学模型。依据此数学模型，讨论了品质因数、谐振元件参数变化对谐振变换器增益曲线、软开关特性的影响，并在此基础上讨论了变换器的合理的工作区域，既保证变换器全负载范围内ZVS软开关特性的实现，又可以实现输出电压的宽范围调制。
　　通过仿真对所设计的变换器参数的合理性进行验证，设计了一台输入电压100V、输出电压在150V-300V、输出功率420W、开关频率在100kHz-115kHz范围内变化的实验样机。采用数字变频控制方式实现了变换器闭环控制，提高了系统稳定性。针对不同负载及输出电压等级进行了测试，验证理论分析的正确性及所设计参数的合理性。最后，通过切载实验验证了所设计系统的稳定性，实验结果基本达到了预期的设计目的。

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第1章 绪 论

1.1 课题背景及研究的目的和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文的主要研究内容

第2章 LCC谐振变换器工作原理及软开关特性

2.1 引言

2.2 单相LCC谐振变换器

2.3 三相LCC谐振变换器

2.4 输出电流纹波

2.5 本章小结

第3章 三相LCC谐振电路稳态特性分析

3.1 引言

3.2 电路稳态特征方程推导

3.3 变换器增益及相关参数分析

3.4 变换器宽范围输出特性

3.5 本章小结

第4章 主电路参数设计及仿真验证

4.1 引言

4.2 主电路参数设计

4.3 仿真验证

4.4 本章小结

第5章 控制电路设计及实验结果

5.1 引言

5.2 控制电路软硬件设计

5.3 实验结果

5.4 本章小结

结论

参考文献

声明

致谢