高频化、高功率密度和高效率，是DC/DC变换器的发展趋势。传统的硬开关变换器限制了开关频率和功率密度的提高。移相全桥PWNZVSDC/DC变换器可以实现主开关管的ZVS，但滞后桥臂实现ZVS的负载范围较小：整流二极管存在反向恢复问题，不利于效率的提高；输入电压较高时，变换器效率较低，不适合输入电压高和有掉电维持时间限制的高性能开关电源。LLC串联谐振DC/DC变换器是直流变换器研究领域的热点，可以较好的解决移相全桥PWMZVSDC/DC变换器存在的缺点。但该变换器工作过程较为复杂，难于设计和控制，目前尚处于研究阶段。本文以LLC串联谐振全桥DC/DC变换器作为研究内容。以下是本文的主要研究工作：对LLC串联谐振全桥DC/DC变换器的工作原理进行了详细研究，利用基频分量近似法建立了变换器的数学模型，确定了主开关管实现ZVS的条件，推导了边界负载条件和边界频率，确定了变换器的稳态工作区域，推导了输入，输出电压和开关频率以及负载的关系。仿真结果证明了理论分析的正确性。采用扩展描述函数法建立了变换器在开关频率变化时的小信号模型，在小信号模型的基础上分析了系统的稳定性，根据动态性能的要求设计了控制器。仿真结果证明了理论分析的正确性。讨论了一台500m实验样机的主电路和控制电路设计问题，给出了设计步骤，可以给实际装置的设计提供参考。最后给出了实验波形和实验数据。实验结果验证了理论分析的正确性。
标签： llc 串联谐振 dc/dc变换器
上传时间： 2022-07-20
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鉴于超磁致伸缩材料作换能器的大功率超声波发生器需正弦激励方可达到最高效率，高频大功率超声正弦电源已构成超声波应用瓶颈。就国内而言，大功率正弦波电源局限于400Hz以下低频，高频逆变电源也仅为方波，无法满足超声波发生器的正弦激励需求。本课题针对电源逆变开关管工作频率高、开关损耗大、输出功率大等特点，从基本拓扑结构和工作原理入手，基于SPWM逆变技术，对硬件构成、控制方案、参数选择及软件实现等问题进行了分析和论证；运用了HPWM控制方式与ZVS谐振软开关技术；采用了MOSFET并联运行方式，解决了工作频率高与输出功率大的矛盾；采用80C196MC作主控芯片以软体生成SPWM波；以性能优异的LM5111芯片作驱动。实验表明，本课题提出的高频大功率正弦波电源性能优良、应用前景看好。
标签： 大功率 正弦超声波 电源
上传时间： 2022-07-26
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