3kW穩(wěn)流源變換器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、本文結(jié)合實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目提出了3kW穩(wěn)流源變換器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)課題，對(duì)3kW穩(wěn)流源前級(jí)VIENNA整流器和后級(jí)全橋DC/DC變換器分別進(jìn)行了設(shè)計(jì)和優(yōu)化。VIENNA整流器拓?fù)涫侨娖诫娐?，具有開關(guān)應(yīng)力小、輸入電流總諧波失真度低、功率因數(shù)高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，引起了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛研究。全橋DC/DC變換器因其輸出功率高而且能夠利用自身電路參數(shù)實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)的特點(diǎn)而在中大功率場(chǎng)合得到廣泛應(yīng)用。
　　本研究首先進(jìn)行了VIENNA整流器的設(shè)計(jì)與優(yōu)化。

2、在簡(jiǎn)要介紹其原理的基礎(chǔ)上進(jìn)行了數(shù)學(xué)建模分析，隨后結(jié)合3kW系統(tǒng)對(duì)VIENNA整流器進(jìn)行了詳細(xì)的工程設(shè)計(jì)，包括直流側(cè)電容設(shè)計(jì)、LCL濾波器設(shè)計(jì)和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。此外，針對(duì)電網(wǎng)電壓畸變引起的輸入電流畸變，采用了一種結(jié)合VIENNA整流器控制環(huán)路的指定次諧波消除法，該方法在諧波旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下提取指定次諧波分量，繼而通過(guò)閉環(huán)得到諧波電流指令值，隨后將其變換到基波坐標(biāo)系下進(jìn)行指定次諧波優(yōu)化。針對(duì)LCL濾波器存在的諧振問(wèn)題，通過(guò)引入無(wú)源阻尼的方法以抑制

3、諧振尖峰，增加系統(tǒng)穩(wěn)定性。在全橋DC/DC變換器的設(shè)計(jì)與優(yōu)化中，首先簡(jiǎn)要介紹其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和雙極性控制的工作原理，隨后通過(guò)數(shù)學(xué)建模分析推導(dǎo)出小信號(hào)模型。通過(guò)引入交錯(cuò)并聯(lián)技術(shù)，降低原邊開關(guān)管電壓應(yīng)力和副邊整流二極管電流應(yīng)力同時(shí)降低了總電感電流紋波，損耗和應(yīng)力也可均衡地分配到多個(gè)電路模塊和磁性元件上，有利于電源的散熱設(shè)計(jì)。隨后給出了濾波電感設(shè)計(jì)、儲(chǔ)能元件設(shè)計(jì)、隔直電容設(shè)計(jì)、變壓器設(shè)計(jì)、換向橋設(shè)計(jì)以及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法，并在MATLAB/Simu