基于三電平變換器的高壓直流電源研究.pdf

1、近年來(lái)，通信技術(shù)在許多領(lǐng)域內(nèi)得到了快速發(fā)展。作為通信數(shù)據(jù)機(jī)房的供電電源，交流UPS同樣得到了大量的應(yīng)用。由于交流UPS固有的特點(diǎn)，使得其在運(yùn)行過(guò)程中表現(xiàn)出了可靠性差、功率密度低、轉(zhuǎn)換效率低等一些缺點(diǎn)。在通信電源應(yīng)用的背景下，針對(duì)交流UPS的缺點(diǎn)采用高壓直流電源代替交流UPS的呼聲越來(lái)越高。相比交流UPS，高壓直流電源具有可靠性高、效率高、功率密度大、擴(kuò)容方便等優(yōu)點(diǎn)。
　　通過(guò)對(duì)高壓直流電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求的分析，本文搭建了一臺(tái)額定功率

2、6kW的高壓直流電源主電路實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。主電路拓?fù)洳捎脙杉?jí)結(jié)構(gòu)，其中前級(jí)采用三相VIENNA變換器實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)校正，后級(jí)采用半橋三電平LLC諧振變換器實(shí)現(xiàn)電氣隔離和電壓變換。
　　在控制系統(tǒng)方面，不同于傳統(tǒng)兩級(jí)控制結(jié)構(gòu)，本文采用輸入電流內(nèi)環(huán)和后級(jí)輸出電壓閉環(huán)的雙閉環(huán)控制方式，通過(guò)改變前級(jí)VIENNA變換器開(kāi)關(guān)管的占空比來(lái)控制后級(jí)變換器的輸出電壓，從而簡(jiǎn)化系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)。同時(shí)針對(duì)傳統(tǒng)LLC諧振變換器變頻控制存在的磁性元件設(shè)計(jì)困難、開(kāi)關(guān)頻

3、率變化范圍大及輕載時(shí)效率低等缺點(diǎn)，本文對(duì)半橋三電平LLC諧振變換器采用定頻定占空比控制，理論上使后級(jí)的開(kāi)關(guān)頻率等于諧振頻率，從而使LLC諧振變換器在效率較高點(diǎn)上運(yùn)行。針對(duì)諧振元件參數(shù)可能存在的擾動(dòng)性，本文提出了基于模型預(yù)測(cè)控制的LLC諧振頻率追蹤控制方法。針對(duì)死區(qū)時(shí)間對(duì)超高頻LLC諧振變換器的影響，本文建立了死區(qū)時(shí)間與橋臂輸出電壓的數(shù)學(xué)關(guān)系。在軟件實(shí)現(xiàn)方面，根據(jù)上述控制方案對(duì)電壓環(huán)、電流環(huán)調(diào)節(jié)器進(jìn)行設(shè)計(jì)及電壓電流雙閉環(huán)的程序設(shè)計(jì)。