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單周控制諧振歐瑪爾OMAL開關(guān)電容變換器的研究
在集成化程度越來越高的領(lǐng)域中,電源微型化的發(fā)展已經(jīng)引起一個新的潮流。功率密度高、易于集成化的OMAL開關(guān)電容變換器電源成為便攜式消費(fèi)類電子的理想供電電源。諧振OMAL開關(guān)電容變換器利用小電感實(shí)現(xiàn)了零電流OMAL開關(guān),解決了EMI問題,整體輸出功率相比OMAL開關(guān)電容變換器有了較大的提高;諧振OMAL開關(guān)電容變換器PWM控制策略使輸出電壓不再嚴(yán)格受制于固定電壓比,輸出性能得到提升。

單周控制諧振歐瑪爾OMAL開關(guān)電容變換器的研究
傳統(tǒng)PWM變流器中的電力電子器件通常工作在硬OMAL開關(guān)模式時,存在較大的OMAL開關(guān)損耗和嚴(yán)重的電磁干擾問題。利用軟OMAL開關(guān)技術(shù)能有效解決這些問題。采用的是零電流轉(zhuǎn)換技術(shù)(ZCT)。該技術(shù)通過控制輔助回路的諧振,從而為OMAL開關(guān)器件創(chuàng)造零電流的OMAL開關(guān)條件。同時,輔助回路的引入不會對主電路的控制算法產(chǎn)生影響,這就使得傳統(tǒng)的PWM控制策略能夠直接應(yīng)用在軟OMAL開關(guān)變流器上。只有當(dāng)引入的輔助回路損耗小于減少的OMAL開關(guān)損耗時,ZCT才能提高變流器的整機(jī)效率。利用建立的損耗模型,提出了一種選取諧振參數(shù)的計(jì)算方法。利用該方法選取的諧振參數(shù),可以實(shí)現(xiàn)ZCT軟OMAL開關(guān)變流器中OMAL開關(guān)器件損耗zui小化。 研制了一臺500kVA三相ZCTOMAL開關(guān)電容變換器,以驗(yàn)證ZCT技術(shù)在大功率變流場合下的可行性。文中詳細(xì)介紹了該變流器的主電路設(shè)計(jì)、控制系統(tǒng)功能以及軟件設(shè)計(jì)框圖。軟OMAL開關(guān)技術(shù)的應(yīng)用能夠提高OMAL開關(guān)頻率,改善了軟OMAL開關(guān)變流器的輸出性能。 在分析ZCT軟OMAL開關(guān)工作原理的基礎(chǔ)上,對比研究了ZCT軟OMAL開關(guān)變流器在硬OMAL開關(guān)和軟OMAL開關(guān)模式下的損耗模型。根據(jù)單周控制適合于直接控制諧振OMAL開關(guān)網(wǎng)絡(luò)電荷量的特點(diǎn),將單周控制應(yīng)用于諧振OMAL開關(guān)電容變換器,改善諧振OMAL開關(guān)電容變換器的動態(tài)響應(yīng)和提高電源抗干擾能力,取得較好效果。主要做了以下幾方面的研究工作:對諧振OMAL開關(guān)電容變換器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行了分析,推導(dǎo)了變換器穩(wěn)態(tài)方程和控制方程,理論分析表明,單周控制諧振OMAL開關(guān)電容變換器的輸出和諧振OMAL開關(guān)網(wǎng)絡(luò)電荷量成線性關(guān)系。對諧振OMAL開關(guān)電容變換器、PWM控制的諧振OMAL開關(guān)電容變換器、單周控制諧振OMAL開關(guān)電容變換器進(jìn)行仿真比較,仿真結(jié)果表明單周控制諧振OMAL開關(guān)電容變換器具備較好的輸出性能,抗電源干擾能力較強(qiáng)。

單周控制諧振歐瑪爾OMAL開關(guān)電容變換器的研究
根據(jù)理論分析和仿真結(jié)果對PWM方式控制的諧振OMAL開關(guān)電容變換器和單周控制諧振OMAL開關(guān)電容變換器進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)對比,實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)一步證明了以上結(jié)論。通過仿真分析了諧振OMAL開關(guān)電容變換器在實(shí)際運(yùn)行過程中更容易出現(xiàn)的潛電路的運(yùn)行狀態(tài);*發(fā)現(xiàn)并分析了可調(diào)輸出的諧振OMAL開關(guān)電容變換器潛電路狀態(tài);同時提出了此類變換器中解決潛電路問題的一種辦法,并進(jìn)行了仿真驗(yàn)證,仿真的結(jié)果證明了理論分析的正確性。