移相式软开关电源及其新型控制策略的研究

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1、摘要摘要电力电子变换器是电力电子装置和电力电子系统最基本、最核心的环节，其高频化技术是电力电子学的一个重要发展方向。近年来，移相式软开关变换器成为中大功率直流开关电源的首选拓扑结构。由于其既具有谐振式变换器电路的功率器件软开关特性，又具有PWM控制变换器的恒定开关频率特性，使得在直流开关电源应用领域成为研究热点。本文针对实际用途，研究开发用于电力工程直流电源系统的小型移相式软开关电源模块。首先基于电压、电流模式控制方法，研制了220V/3A多模块可并联的移相式软开关电源模块样机。从实验的角度，验证了移相式软开关变换器的各种

2、工作特性，探讨研究了移相式软开关变换器中软开关实现的实际解决和调试方法。实验结果表明，该样机装置均达到设计的要求指标。为了得到控制性能好，系统结构简单的数字化移相式软开关电源，本文继续研究了滑模变结构控制在移相式软开关变换器中的应用。通过引入变结构趋近律的方法，研究获得了基于时不变滑模控制策略的移相式软开关变换器的控制方案，仿真形式结果显示，该算法在动静态特性上具有一定的优势。无源控制方法是一种全局定义且全局稳定的本质上的非线性控制策略，由此设计的控制器闭环系统，不存在奇异点，对参数变化有很强的鲁棒性。本文首次在国内将无源

3、性控制方法引入到开关变换器的研究中，同时基于能量控制观点，研究得到了移相式软开关变换器的无源控制方案。在无源控制研究和开关变换器控制策略研究方面作了有益的工作和尝试。关键字:移相式软开关变换器;滑模变结构控制;无源性控制华南理工大学工学硕士论文AbstractPowerelectronicconverteristhemostessentialandimportantunitofpowerelectronicinstrumentsandsystems.Highfrequencypowerelectronicconverter

4、becomesacrucialdevelflpingfieldofpowerelectronic.Recently,phase-shiftedzero-voltage-switch(PSZVS)convertercomesintobeingofthefirstchoiceofmiddleorhighpowerDCswitching-modepowersupply.PSZVSconverterhasnotonlythecharactersofresonantconverterbutalsothecharactersofcon

5、stantfrequency,whichmakesitbecomehotspotoftheapplicationofDCswitching-modepowersupply.APSZVSconverterthatisusedinpowerengineerDCpowersystemwasintroducedinthispaper.Firstly,basedonmethodofvoltageandcurrentmodecontrol,a220V/3APSZVSpowersupplyhadbeendeveloped.Byexper

6、iment,wetestifiedeachoperationcharacterofPSZVSpowersupplyandstudieditsZVSrealizationconditions.Theresultoftheexperimentshowsthattheexperimentalequipmentmeetsthedesiredtargetpreferably.InordertofinddigitalPSZVSpowersupplywithgoodcharacterandsimplestructure,asliding

7、modevariablestructure(SMVS)controlmethodofPSZVSconverterhadbeendevelopedinthispaper.Byintroducingavariablestructurereachinglaw,wegainedatime-invariableSMVScontrollawofPSZVSconverter.Simulationresultshowsthatthearithmetichasthedynamicandstaticadvantageinsomedegree.

8、Passivity-basedcontroltechniqueisaglobaldefinitionandglobalstabilizationnonlinearcontrolstrategy.Oneclosedloopsystemthatiscontrolledbypassivity-basedcon