超高頻SEPICDC-DC變換器的研究.pdf

1、現(xiàn)代電力電子應(yīng)用要求功率變換器具有高功率密度、高效率和快速的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。提高頻率能夠有效減少電感和電容等被動(dòng)元件的儲(chǔ)能要求，提升電路動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度，減小變換器體積和重量，提高變換器的功率密度。目前，開關(guān)頻率達(dá)到超高頻（30 MHz-300 MHz）的功率變換系統(tǒng)已成為國(guó)際上小功率電力電子變換器的研究熱點(diǎn)。因此本課題開展了對(duì)超高頻 DC-DC功率變換器的研究。
　　本文的研究?jī)?nèi)容為超高頻SEPIC諧振變換器。首先對(duì)比了超高頻SEPIC諧

2、振變換器和傳統(tǒng)SEPIC變換器的電路拓?fù)?，介紹了電路的特點(diǎn)及采用的分析和設(shè)計(jì)方法。其次介紹了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法及其中存在的問題。在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法中，設(shè)計(jì)整流單元時(shí)，無法實(shí)現(xiàn)基波輸入電壓和電流相位和幅值的解耦；在設(shè)計(jì)逆變單元時(shí)，諧振網(wǎng)絡(luò)為高階網(wǎng)絡(luò)，設(shè)計(jì)過程較為復(fù)雜。為了解決傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法中存在的問題，本文提出了一種解耦的設(shè)計(jì)方法。所提設(shè)計(jì)方法將電路拓?fù)渲匦聞澐?，利用?duì)偶思想修正了整流單元的電路拓?fù)洹Ｋ嵩O(shè)計(jì)方法在設(shè)計(jì)整流單元時(shí)實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)功率因數(shù)和輸

3、出功率的解耦，在設(shè)計(jì)逆變單元時(shí)降低了諧振網(wǎng)絡(luò)的階數(shù)，簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)過程。然后介紹了電路的諧振驅(qū)動(dòng)和滯環(huán)控制方案，并給出相應(yīng)的設(shè)計(jì)方法。此外，分析了該變換器的損耗分布情況，發(fā)現(xiàn)電感損耗為主導(dǎo)損耗。為了進(jìn)一步減小電感的損耗和體積大小，提出了一種多層螺旋管型PCB嵌入式電感結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)的電感具有較大的有效截面積，可以有效減小交流阻抗和損耗，進(jìn)一步提高變換器的功率密度和效率。本課題研制了兩臺(tái)原理樣機(jī)。一臺(tái)樣機(jī)為15V輸入、28V/14W輸出的30M