電力電子變壓器DC-DC變換器的設計.pdf

1、煤礦井下存在著各種電壓等級的電源以及電氣設備，供電系統(tǒng)十分復雜。為了滿足不同電壓等級的要求，目前井下常用傳統(tǒng)電力變壓器來進行變壓和能量傳遞。這種變壓器制作工藝簡單、可靠性高，但是其價格高、體積龐大、空載損耗嚴重、控制不靈活，而且，如果出現(xiàn)電壓不平衡、諧波、閃變等現(xiàn)象，無法維護電力設備的正常工作。所以，現(xiàn)在亟待解決的問題是如何保證電氣設備在安全工作的情況下，給用戶供應可靠穩(wěn)定的電能。電力電子變壓器(PET)應運而生，它除了擁有傳統(tǒng)變壓器的

2、功能外，還具備解決上述難題的能力，作為一種新型變壓器，值得深入研究。
　　PET的DC-DC變換器是影響其工作效率和裝置體積重量的重要部分，本文以PET中DC-DC變換器為主要研究對象，分析了DC-DC變換器的作用以及帶來的問題，嘗試將軟開關(guān)技術(shù)應用其中來降低損耗，促進PET中DC-DC變換器的高頻化，在提高系統(tǒng)效率的同時，減小裝置體積和重量。
　　本文首先通過對比不同應用軟開關(guān)技術(shù)的變換器，確定了諧振變換器的優(yōu)勢，最終選擇

3、全橋LLC諧振變換器為PET中DC-DC變換器。在對全橋LLC諧振變換器工作模式分析的基礎上，利用基波等效原理建立模型，通過分析直流增益特性、輸入阻抗特性、短路特性和空載特性，確定合適的 k值與 Q值，確定原邊開關(guān)管實現(xiàn)零電壓開通(ZVS)的條件。基于全橋 LLC諧振變換器的拓撲結(jié)構(gòu)，分析其效率，研究其損耗主要來源，對各來源進行分析并給出計算方法。
　　然后，根據(jù)給出的指標，對全橋 LLC諧振變換器的主電路進行了詳細的設計，主要有

4、諧振參數(shù)的設計，利用磁集成思想，設計磁集成變壓器，可以大大減小變換器的體積和重量，并在參數(shù)設計的基礎上完成器件的選型。此外，對基于UCC25600的全橋LLC諧振變換器的控制電路進行了設計，并根據(jù)給出的參數(shù)，計算出各部分損耗，進而計算出效率，結(jié)果滿足設計效率的要求。
　　最后，利用PEmag和Maxwell仿真軟件設計磁集成變壓器，驗證磁集成變壓器參數(shù)。運用Matlab/simulink對PET中DC-DC變換器進行仿真分析，根據(jù)