双变压器不对称半桥变换器的研究

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1、硕士学位论文双变压器不对称半桥变换器的研究THEASYMMETRICALHALF-BRIDGECONVERTERBASEDONTWO-TRANSFORMERS张振宇哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：TM46学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开工学硕士学位论文双变压器不对称半桥变换器的研究硕士研究生：张振宇导师：张东来教授申请学位：工学硕士学科：电气工程所在单位：深圳研究生院答辩日期：2015年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TM46U.D

2、.C:621.3DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringTHEASYMMETRICALHALF-BRIDGECONVERTERBASEDONTWO-TRANSFORMERSCandidate：ZhangZhenyuSupervisor：Prof.ZhangDonglaiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ElectricalEngineeringAffiliation：Shenzh

3、enGraduateSchoolDateofDefence：June,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要当今社会，高效率和高功率密度是电力电子装置追求的重要目标，不对称半桥变换器因其不增加额外器件即可实现软开关的固有特点，在中小功率场合中具有广泛应用。但是，传统不对称半桥存在的占空比丢失问题和占空比限制问题，影响了运行效率，限制了输入电压范围，而且存在输出侧整流二极管电压应力不均

4、衡问题，本文针对以上问题，采用一种双变压器的不对称半桥变换器，提高变换器的性能。本文分析了双变压器不对称半桥变换器的稳态和暂态运行情况，阐明了变换器能解决传统不对称半桥变换器的占空比限制问题和占空比丢失问题并改善输出侧整流二极管应力不均衡情况的原理。探究了变换器各个储能元件的能量传递过程，推导了变换器实现软开关的条件。对双变压器不对称半桥变换器进行了大信号和小信号建模，并用数学等效的方法对无法得到解析解的变换器模型进行了等效简化，得到了解析解，并详细分析了影响高阶模型零极点分布的因素。采用峰值电流控

5、制方式建立了双变压器不对称半桥变换器闭环系统，并采用了Ⅲ型补偿器进行补偿。对传统不对称半桥变换器和双变压器不对称半桥变换器进行对比仿真，以验证双变压器不对称半桥变换器的优势，并进行了切载和输入电压较大扰动仿真，验证变换器的动态性能。在双变压器不对称半桥变换器的理论分析和仿真分析的基础上，设计了双变压器不对称半桥变换器的主功率电路、控制电路、反馈电路和保护电路，并搭建了实验平台，对变换器的运行特性进行了实验验证，变换器具有良好的软开关特性和运行特性。关键词：不对称控制；双变压器；峰值电流控制-I-哈尔

6、滨工业大学工学硕士学位论文AbstractIntoday'ssociety,highefficiencyandhighpowerdensityisanimportantgoalofthepursuitofpowerelectronicdevices.Theasymmetricalhalf-bridgeconverterhasbeenwidelyusedinlowandmediumpowerapplicationsforitsadvantageinsoft-switchingachievingwith

7、noelementsadding.However,thedutycyclelossproblemandthedutyratiolimitproblemintraditionalasymmetrical,affectingtheoperationefficiencyandlimitingtheinputvoltagerange.What’smore,thevoltagestressacrosstheoutputrectifierdiodesisnotbalanced.Aimingattheabovep

8、roblem,theasymmetricalhalfbridgeconverterbasedontwo-transformerisproducedtoimprovetheperformanceofconverter.Thisdesignanalysisthesteady-stateandtransientoperationoftheasymmetricalhalf-bridgeconverterbasedontwo-transformer.Thereasonofimp