超高頻(30-300MHz)諧振Boost和諧振Push-PullDC-DC功率變換器.pdf

1、高功率密度是電力電子技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。提高頻率能夠有效減少電容和磁性元件的儲能要求，減小變換器體積和重量，提高變換器的功率密度。因此本課題展開了對VHF（Very High Frequency，30MHz~300MHz）DC-DC功率變換器的研究。研究內(nèi)容主要包括主電路拓撲的結(jié)構(gòu)特點、工作原理和設(shè)計方法，并對其驅(qū)動方案和控制策略進行探索和研究，搭建相應(yīng)的原理樣機進行實驗驗證。
　　本文從單管VHF Boost諧振變換器入手，對V

2、HF DC-DC基本諧振變換拓撲的工作原理和工作特性進行分析和介紹，并指出其與傳統(tǒng)功率變換拓撲的主要不同之處，設(shè)計時需要考慮的問題和關(guān)鍵難點。然后根據(jù)VHF功率變換拓撲的工作特點，進一步分析其可行的驅(qū)動方案和控制策略，總結(jié)并提出相應(yīng)的設(shè)計方法，并搭建實驗樣機，驗證所得結(jié)論和設(shè)計方法的正確性。最后在上述基礎(chǔ)上，根據(jù)目前VHF DC-DC功率變換器多為單管小功率（25W以下）且非隔離的現(xiàn)狀，提出VHF隔離Push-Pull諧振DC-DC變換

3、拓撲，其主要優(yōu)點包括：1）實現(xiàn)了功率隔離和功率范圍的提升；2）開關(guān)管的應(yīng)力被有效降低，并且實現(xiàn)了零電壓開關(guān)(Zero-Voltage-Switching，ZVS)；3）二極管為自然關(guān)斷，實現(xiàn)了零電流關(guān)斷(Zero-Current-Switching，ZCS)；4）電路中的部分寄生參數(shù)能夠被吸收作為電路工作的一部分，減少了寄生參數(shù)對電路工作的影響。同時對所提出的電路進行了詳細的分析和介紹，給出了設(shè)計方法并搭建了原理樣機進行實驗驗證。

4、>　　本研究研制了兩臺原理樣機，一臺為15V輸入、30V/15W輸出的30MHz Boost實驗樣機。另一臺為36V輸入、24V/50W輸出的30MHz隔離Push-Pull諧振變換器樣機，并進行了實驗驗證和分析。實驗結(jié)果與理論分析及仿真波形相一致，驗證了電路工作原理的可行性和設(shè)計方法的正確性。VHF Boost樣機的滿載效率為72.3％，VHF Push-Pull樣機的滿載效率為73.4%，如何實現(xiàn)對電路進一步的優(yōu)化，提高變換器的效率