PWM-PFM混合控制LCC谐振变换器研究

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1、国内图书分类号：TM922密级：公开国际图书分类号：621.3西南交通大学研究生学位论文PWM-PFM混合控制LCC谐振变换器研究年级二○一五级姓名曹靖申请学位级别工程硕士专业电气工程指导老师许建平教授二零一八年五月ClassifiedIndex:TM922U.D.C:621.3SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisTHESTUDYOFPWM-PFMHYBRIDCONTORLLEDLCCRESONANTCONVERTERGrade:2015Candidate:CaojingAcademicDegreeAppliedfor:Mast

2、erofEngineeringSpeciality:PowerElectronicsandElectricalDrivesSupervisor:XuJianpingMay,2018西南交通大学硕士研究生学位论文第I页摘要在分布式发电系统中，新能源发电单元的输出电压范围宽，需通过DC-DC变换器将发电单元输出电压进行控制以供给后级电路。传统PWM变换器的开关器件工作在硬开通状态，开关损耗较大，开关频率较低，因而工作效率较低。谐振变换器开关器件工作在软开关状态，能有效解决上述问题。LCC谐振变换器能在宽输入电压和负载变化范围内实现原边开关管零电压导通，因而得到广泛关注。输入电压和负载宽

3、范围变化时，变频控制LCC谐振变换器的开关频率变化范围宽，而移相控制LCC谐振变换器难以实现宽范围ZVS(zerovoltageswitching，ZVS)。为了在较窄开关频率范围内实现LCC谐振变换器的宽范围软开关，本文提出了LCC谐振变换器的一种PWM-PFM混合控制方法。通过同时调整LCC变换器原边开关管的导通角与开关频率，在宽输入电压和宽负载变化范围内，PWM-PFM混合控制LCC谐振变换器能在稳压输出的同时保持变换器ZVS软开关工作。此外，PWM-PFM混合控制LCC谐振变换器的开关频率范围较窄，简化了变换器磁性元件的设计。本文以工作在电容电压连续模式(continuou

4、scapacitorvoltagemode，CCVM)的LCC谐振变换器为例，利用基波近似法，详细分析了PWM-PFM混合控制LCC谐振变换器的工作原理和控制特性，对谐振元件和控制参数进行设计。最后，搭建了一台100V~200V输入，48V/500W输出的PWM-PFM混合控制LCC谐振变换器实验平台，实验验证了理论分析的正确性。关键字：PWM-PFM混合控制；ZVS；参数设计；LCC谐振变换器；宽输入电压；宽输出负载西南交通大学硕士研究生学位论文第II页AbstractInthedistributedpowergenerationsystem,theoutputvoltageva

5、riationrangeofnewenergyiswide.It’simportanttoregulateoutputvoltageforpost-circuitsthroughDC-DCconverter.TraditionalPWMconverteroperatesinhard-switchedstate.Itsefficiencyishardtoincreasebecauseoftheswitchinglossandthelowerswitchingfrequency.ResonantconverteroperatesinZVSstate,whichsolvesthesepr

6、oblems.LCCresonantconverterreachesmoreandmoreattentionforrealizingZVSoperationoftheprimarysideswitchesunderwideinputvoltageandloadvariation.VariablefrequencycontrolledLCCresonantconvertersuffersfromwideswitchingfrequencyvariation,whilephase-shiftcontrolledLCCresonantconverterlosesZVSoperationw

7、heninputvoltageorloadvariationrangeiswide.APWM-PFMhybridcontrolledofLCCresonantconverterisproposedtoachieveZVSoperationwithnarrowswitchingfrequencyvariationunderwideinputvoltageandloadvariation.Bymodulatingconductionangleandswitchingfre