高频隔离轻轨辅助变流器dcdc试制品研究

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1、国内图书分类号：TM343国际图书分类号：621．3西南交通大学研究生学位论文密级：公开高频匾离轻垫辅助变速器旦塑Q变拯器硒窒年级三雯二二级姓名姜磊申请学位级别王堂亟±专业．虫力虫王皇电左．笾动指导老师挂国越数援二零一四年五月SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisRESEARCHoNHIGH—FREQUENCYISOL．ATEDDC／DCCONVERrERFORLIGHTRAILⅦHICLEAIⅨILIARYPOWERUNITGrade：2011Candidate：JiangLeiAcademicDegree

2、Appliedfor：MasterofScienceSpeciality：PowerElectronicsandPowerDrivesSupervisor：LinGuobinMay．2014西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1．保密口，在年解密后适用本授权书；2．不保密阢使用本授权书。

3、(请在以上方框内打“√”)学位论文作者签名：丢磊指导老师日期：幻J牛。占·20日期：7埘弘r岁．必西南交通大学硕士学位论文主要工作(贡献)声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：本文针对轻轨列车辅助变流器系统的技术要求和发展趋势，采用了一种高频隔离DC／DC变换器加无工频变压器三相四桥臂逆变器拓扑结构方案。高频隔离DC／DC变换器环节是本文讨论的重点。主要工作如下：1)文章分析了移相全桥变换器的工作机理，讨论了零电压软开关实现的过程。2)根据轻轨辅助变流器实际应用环境的要求以及电气性能参数要求设计了高频隔离DC／DC变换器的主电路参数。3)基于主电路系统

4、参数建立了移相全桥变换器仿真模型并对变换器特性进行仿真分析。4)文章建立了移相全桥小信号模型、探讨了系统环路补偿的设计方法。5)搭建了38kW移相全桥高频隔离DC／DC变换器实验平台，分析了变换器系统参数对零电压开关的影响以及对占空比丢失情况进行了评估，并且给出参数优化方法。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。学位论文作者签

5、名：善磊日期：驯妒’5·加西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要近年来，我国城市轨道交通发展迅速，新一代的城市轨道交通系统运用了新技术、新理念，进而对城轨列车装备也提出了新的要求。作为城轨交通的一种，轻轨列车在我国近年来得到较高重视。辅助交流器是轻轨列车核心装备之一，相应的也成为一个重要的研究方向。本文针对高频隔离DC／DC变换器进行研究，以期在减小轻轨辅助变流器体积的同时也能够保证较高的效率。本文叙述了几种隔离变换器电路拓扑结构，简要讨论了不同拓扑结构隔离变换器的特点。选用全桥移相变换器作为高频隔离DC／DC变换的拓扑结构，并对高频隔离DC／DC零电压移相

6、全桥变换器工作机理进行分析，讨论了零电压移相全桥变换器的不同开关工作状态。结合轻轨辅助变流器的应用特点设计了高频隔离DC／DC移相全桥变换器的主电路参数。论文依据主电路参数建立了移相全桥变换器系统小信号模型，利用移相全桥变换器小信号模型得到了控制到输出电压传递函数G订(s)和控制到电感电流传递函数G耐(s)。研究输入电压、谐振电感、输出电流对有效占空比和零电压开关的影响，分析了谐振电感对系统阻尼和响应速度的影响，以及进行环路分析和设计。在Matlab／Simulink环境下建立了高频隔离DC／DC移相变换器仿真模型，对零电压移相变换器零电压开关情况、占空比丢失

7、现象等进行了仿真分析，验证了移相变换器工作特性分析以及参数设计的正确性。有效占空比见矿会随着负载电流的增加以及谐振电感的增加而减少，见≥会随着输入电压的减小而减小。依据文章设计的主电路参数，搭建了高频隔离DC／DC变换器实验平台。控制芯片采用TI公司的UCD3020数字电源控制器。在此试验平台基础上验证了本文设计的高频隔离DC／DC零电压移相变换器能够在大于三分之一负载的情况下实现零电压开关。关键词：辅助变流器、高频隔离、零电压开关、轻轨车辆AbstractInrecentyears，thedevelopmentofChina'surbanrailtransp

8、ortationisrapid．Wit