交叉整流输入并联输出并联直流组合变换器研究

摘要

高频组合直流变换器可以满足变换器对大容量、高功率密度、高可靠性的要求。但是各组成模块间的参数差异不可避免，且可能会影响组合变换器各模块的输出功率，所以研究组合变换器模块间的均压、均流问题很关键。目前，常用的均压、均流方法采用控制均压/均流法，近年来提出了自然均压、均流法。
　　 组合变换器的基本类型有四种，本文首先总结了各种类型变换器的输入端均压/均流与输出端均压/均流的关系，进而分析各类型组合变换器对应的控制策略。自然均压均流法是通过研究组合变换器的模块拓扑、组合方式、连接方式、控制方式来在模块间建立起自动调节模块均压/均流的机制，进而不需要额外的均压/均流控制环，提高系统的可靠性。
　　 本文提出了一种可以实现自动均流的输入并联输出并联组合变换器。该变换器可采用半桥、全桥模块作为基本模块，模块整流输出采用交叉整流的连接方式，分析了其工作原理，得出模块间可实现稳态均流且均流效果不受参数不一致性影响。运用建模分析的方法，分析模块间的动态均流及参数不一致性对动态均流的影响，得到输出滤波电感、模块等效电阻等参数不一致对动态均流效果有影响，其余参数不一致没有影响。仿真和实验结果均验证了理论分析的正确性。组成模块也可以采用全波整流，此时模块间的均流效果会受参数不一致性的影响，但是在参数不一致性在一定范围内时，模块间仍可以实现基本的均流。
　　 为了实现组合变换器功率等级的拓展，需要多个模块进行组合。在多个模块组合时，本文提出循环交叉整流的连接方式。阐述其工作原理，利用状态空间法得到多模块间可实现稳态均流。搭建了含三个模块的实验样机，实验结果验证了模块间可以实现均流。

目录

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摘要

第1章 绪论

1．1 课题背景

1．2 组合直流变换器

1．2．1 组合直流变换器分类

1．2．2 IPOP研究现状

1．2．3 IPOS研究现状

1．2．4 ISOP研究现状

1．2．5 ISOS研究现状

1．3 自然均压、均流的组合直流变换器

1．3．1 常用自然均压机制

1．3．2 常用自然均流机制

1．4 本文研究内容

第2章 交叉整流IPOP半桥组合直流变换器

2．1 并入并出控制策略

2．2 工作原理分析

2．2．1 交叉整流组合直流变换器主电路

2．2．2 两模块占空比相同

2．2．3 两模块占空比不同

2．3 均流分析

2．3．1 稳态均流分析

2．3．2 动态均流分析

2．4 闭环控制

2．5 均流仿真

2．6 实验验证

第3章 交叉整流全桥组合直流变换器

3．1 交叉整流IPOP全桥组合直流变换器

3．2 模块副边全波整流的交叉整流IPOP组合直流变换器

第4章 循环交叉整流组合直流变换器

4．1 主电路及工作过程分析

4．2 均流分析

4．3 仿真验证

4．4 实验验证

第5章 总结与展望

5．1 工作总结

5．2 工作展望

参考文献

攻读硕士期间发表的论文和申请的专利

致谢