谐振软开关变换器潜电路的研究

论文摘要

在高新技术领域,开关变换器的小型化和高效率一直是追求的目标,软开关技术不仅可以提高开关变换器效率,而且可以提高变换器的开关频率,谐振软开关变换器因其具有高频高效、高功率密度、开关器件应力小和低噪声等优点而得到广泛的应用,在电源日益小型化、高效化的进程中有重要的地位。近来研究者发现电力电子变换器特别是谐振开关电容变换器中存在潜电路现象,它极大程度上使变换器的工作特性发生了变化,变换器可靠安全性受到影响。谐振软开关变换器在拓扑结构和组成上与谐振开关电容类变换器相似之处,存在潜电路的可能性,这会影响变换器的整体运行性能和可靠性。为此,本文具体以移相全桥ZVS变换器为研究对象,对其潜电路现象及其特性展开分析。本文所做工作如下:（1）建立了基于有向多重图的图论模型来研究移相全桥ZVS变换器潜在路径,归纳了虚假路径的判据以剔除虚假路径,从而唯一确定了变换器中存在的潜在路径,再通过遍历组合这些潜在路径,得到了变换器所有潜电路的工作模态路径。（2）确定了每一种潜电路现象发生时所包含的潜电路工作模态,用死区时间-能量坐标系分析并推导了移相全桥ZVS变换器的所有潜电路现象的发生条件,并揭示了出现潜电路时变换器的工作规律。研究结果表明,潜电路出现的条件与谐振电感、谐振电容、负载电阻、输入电压和开关周期有关。（3）对移相全桥ZVS变换器各种潜电路现象进行实验验证分析,实验结果验证了以上分析的正确性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 潜电路研究现状和发展
• 1.1.1 潜电路的概念与特点
• 1.1.2 潜电路分析技术现状与发展
• 1.2 谐振开关型变换器潜电路研究的必要性
• 1.3 本文的内容安排
• 1.4 本章小结
• 第二章 基于有向图的潜电路路径分析法
• 2.1 潜在电路图论分析法
• 2.1.1 有向图及图的矩阵表示
• 2.1.2 开关网络
• 2.1.3 有向多重图及其连接矩阵
• 2.2 潜电路图论分析法应用
• 2.2.1 变换器潜在路径计算
• 2.2.2 变换器有效潜在路径分析
• 2.3 本章小结
• 第三章 移相全桥ZVS变换器工作状态及特性
• 3.1 变换器正常工作过程
• 3.2 实现ZVS条件
• 3.3 占空比丢失特性
• 3.4 本章小结
• 第四章 移相全桥 ZVS 变换器潜电路现象及发生条件
• 4.1 变换器运行状态
• 4.2 变换器潜在电路现象
• 4.2.1 TQ1位于正常区，TQ2位于第Ⅰ象限
• 4.2.2 TQ1位于正常区，TQ2位于第Ⅱ或Ⅲ象限
• 4.2.3 TQ1位于正常区，TQ2位于第Ⅳ象限
• 4.2.4 TQ1位于第Ⅱ象限，TQ2位于第Ⅰ象限
• 4.2.5 TQ1位于第Ⅱ象限，TQ2位于第Ⅱ或Ⅲ象限
• 4.2.6 TQ1位于第Ⅱ象限，TQ2位于第Ⅳ象限
• 4.2.7 TQ1位于第Ⅱ象限，TQ2位于正常区
• 4.2.8 TQ1位于第Ⅰ象限，TQ2位于第Ⅰ象限
• 4.2.9 TQ1位于第Ⅰ象限，TQ2位于第Ⅳ象限
• 4.2.10 特殊现象
• 4.3 潜电路发生条件
• 4.4 本章小结
• 第五章 实验分析
• 5.1 实验结果
• 5.1.1 TQ1位于正常区，TQ2位于不同的象限
• 5.1.2 TQ1位于Ⅱ象限，TQ2位于不同的象限
• 5.1.3 TQ1位于Ⅰ象限，TQ2位于Ⅰ或Ⅳ象限
• 5.2 本章小结
• 结论
• 1. 所做工作
• 2. 进一步工作设想
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果
• 致谢
• 附件