超高頻(30-300MHz)諧振Boost和諧振Push-PullDC-DC功率變換器.pdf

1、高功率密度是電力電子技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。提高頻率能夠有效減少電容和磁性元件的儲(chǔ)能要求，減小變換器體積和重量，提高變換器的功率密度。因此本課題展開了對(duì)VHF（Very High Frequency，30MHz~300MHz）DC-DC功率變換器的研究。研究?jī)?nèi)容主要包括主電路拓?fù)涞慕Y(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工作原理和設(shè)計(jì)方法，并對(duì)其驅(qū)動(dòng)方案和控制策略進(jìn)行探索和研究，搭建相應(yīng)的原理樣機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
　　本文從單管VHF Boost諧振變換器入手，對(duì)V

2、HF DC-DC基本諧振變換拓?fù)涞墓ぷ髟砗凸ぷ魈匦赃M(jìn)行分析和介紹，并指出其與傳統(tǒng)功率變換拓?fù)涞闹饕煌?，設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮的問(wèn)題和關(guān)鍵難點(diǎn)。然后根據(jù)VHF功率變換拓?fù)涞墓ぷ魈攸c(diǎn)，進(jìn)一步分析其可行的驅(qū)動(dòng)方案和控制策略，總結(jié)并提出相應(yīng)的設(shè)計(jì)方法，并搭建實(shí)驗(yàn)樣機(jī)，驗(yàn)證所得結(jié)論和設(shè)計(jì)方法的正確性。最后在上述基礎(chǔ)上，根據(jù)目前VHF DC-DC功率變換器多為單管小功率（25W以下）且非隔離的現(xiàn)狀，提出VHF隔離Push-Pull諧振DC-DC變換

3、拓?fù)?，其主要?yōu)點(diǎn)包括：1）實(shí)現(xiàn)了功率隔離和功率范圍的提升；2）開關(guān)管的應(yīng)力被有效降低，并且實(shí)現(xiàn)了零電壓開關(guān)(Zero-Voltage-Switching，ZVS)；3）二極管為自然關(guān)斷，實(shí)現(xiàn)了零電流關(guān)斷(Zero-Current-Switching，ZCS)；4）電路中的部分寄生參數(shù)能夠被吸收作為電路工作的一部分，減少了寄生參數(shù)對(duì)電路工作的影響。同時(shí)對(duì)所提出的電路進(jìn)行了詳細(xì)的分析和介紹，給出了設(shè)計(jì)方法并搭建了原理樣機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

4、>　　本研究研制了兩臺(tái)原理樣機(jī)，一臺(tái)為15V輸入、30V/15W輸出的30MHz Boost實(shí)驗(yàn)樣機(jī)。另一臺(tái)為36V輸入、24V/50W輸出的30MHz隔離Push-Pull諧振變換器樣機(jī)，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論分析及仿真波形相一致，驗(yàn)證了電路工作原理的可行性和設(shè)計(jì)方法的正確性。VHF Boost樣機(jī)的滿載效率為72.3％，VHF Push-Pull樣機(jī)的滿載效率為73.4%，如何實(shí)現(xiàn)對(duì)電路進(jìn)一步的優(yōu)化，提高變換器的效率