纯正弦高频逆变电源设计及其升压电路研究

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1、分类号：TM464密级：UDC：621.3编号：201221401025河北工业大学硕士学位论文纯正弦高频逆变电源设计及其升压电路研究论文作者：郝波学生类别：全日制学科门类：工学学科专业：电气工程指导教师：傅仲文职称：教授DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofElectricalEngineeringDESIGNOFPURESINEWAVEINVERTERANDRESEARCHONSTEPUPCIRCUITbyHaoBoSupervisor:Prof.FuZhongwenNovember20

2、14摘要随着用电设备对电能质量的要求逐渐提高和新能源发展的需要，逆变电源的应用领域越来越广泛。针对逆变电源输入端低压大电流的特点，本论文主要探讨了有关磁性元器件选型、闭环控制和效率提升等逆变电源设计过程中的核心问题，设计完成了一款基于高频链技术和软开关技术高品质的纯正弦逆变电源，具有电能变换效率高和高频噪声低等特点。在DC/DC高频升压直流变换器部分，首先对前级的主要元器件进行了选型与设计，特别是对高频变压器和滤波电感的进行了重点介绍和详细设计，重点分析了电感设计对控制环路的重要性；之后在对电流连续（CCM）情况下全桥拓扑数学模型分析的基础上，对由TL431和PC817构成的隔离电压反馈电路

3、进行了详细的分析与设计，分析了这种方式提供的额外增益对高压输出的重要意义，并通过Saber验证了设计的有效性。在DC/AC工频逆变器部分，首先介绍了本论文应用特定谐波消除法（SHEPWM）的控制方式的工作原理，本控制方式具有直流电压利用率高，能够消除低次谐波等优点；之后对工频逆变部分的输出滤波器进行了详细设计；最后将前级和后级进行了联合调试，实验验证了闭环反馈电路设计的有效性，逆变电源可以输出稳定的50Hz标准工频，THD<2%的高品质纯正弦交流电，取得了预期的实验结果。本论文根据升压变换器的特点和前级是否需要闭环稳压控制，提出了两种应用软开关技术的变换器，实现了逆变电源整体效率的提升和性能

4、的优化。当无需稳压控制时，应用串联谐振软开关全桥变换器；当需要稳压控制时，应用基于全桥结构的升压式LLC副边谐振变换器。本论文对这两种变换器方案的工作原理进行了详细分析，并对串联谐振软开关全桥变换器进行了实验验证，对基于全桥结构的升压式LLC副边谐振变换器进行了详细的设计并借助Saber验证了设计的有效性。关键词：逆变电源TL431特定谐波消除法软开关技术LLCSaberIABSTRACTAlongwiththeincreasingrequirementofelectricalequipmentsforpowerqualityandtheneedfornewenergydevelopment

5、,theapplicationareasofinverterarebecomingwiderandwider.Accordingtothelowvoltageandhighcurrentcharacteristicsoftheinverterinput,thispapermainlydiscussessomecoreissues,suchasthemagneticcomponentselection,closedloopcontrolandefficiencyimprovement.Thedesignedpuresinwaveinverterwhichhasthecharacteristic

6、sofhighenergyconversionefficiencyandlowfrequencynoiseisbasedonhighfrequencylinkedtechnologyandsoftswitchingtechnology.InthepartofDC/DChighfrequencystep-updcconverter,first,themaincomponentsofthefrontstageareselectedanddesigned.Especiallythepaperintroducesanddetaileddesignsthehighfrequencytransforme

7、randoutputfilterinductor.Thepaperanalysisthatinductancedesignisimportantforcontrolloop.Basedontheanalysisofthemathematicalmodelofthefullbridgetopologyundercontinuouscurrentmode,thepaperanalysesanddesignsthe