基于滑模變結(jié)構(gòu)控制的數(shù)字型全橋串聯(lián)諧振AC-DC變換器.pdf

1、帶軟開(kāi)關(guān)(Soft-Switching)的功率因數(shù)校正(Power Factor Correction)技術(shù)在電力電子變換器中的意義越來(lái)越明顯,也成為目前的一個(gè)重要研究方向.該文提出一種全橋串聯(lián)諧振Buck-Boost AC/DC變換器,一方面通過(guò)電路串聯(lián)諧振環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)的ZCS軟開(kāi)關(guān);另一方面通過(guò)選擇每個(gè)控制周期開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)狀態(tài),實(shí)現(xiàn)PFC和輸出整定的直流電壓.此外,通過(guò)切換Buck和Boost兩種工作模態(tài),可以抑制開(kāi)機(jī)

2、浪涌電流和過(guò)載沖擊電流.該文的研究?jī)?nèi)容主要分為以下三部分:第一部分是理論分析.首先分析串聯(lián)諧振變換器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),對(duì)半橋和全橋諧振變換器的開(kāi)關(guān)特性和工作模式進(jìn)行對(duì)比分析,得出半橋諧振變換器容易實(shí)現(xiàn)ZVZCS軟開(kāi)關(guān),但是其工作模式比較單一,只有Boost一種工作模態(tài),所以在輸入電壓高于輸出電壓時(shí)存在控制死區(qū);全橋諧振變換器的軟開(kāi)關(guān)是ZCS,但可以工作在Buck和Boost兩種工作模態(tài),所以無(wú)論輸入電壓高于或者低于輸出電壓,電路都是可控的.然

3、后對(duì)該文提出的全橋串聯(lián)諧振變換器建立空間狀態(tài)等效模型,結(jié)合離散滑模變結(jié)構(gòu)控制理論,建立滑模變結(jié)構(gòu)控制器.第二部分是電路設(shè)計(jì).首先對(duì)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行總體規(guī)劃設(shè)計(jì),把實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)分成軟件和硬件系統(tǒng)兩部分.在硬件設(shè)計(jì)部分,根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求和芯片特性,確定試驗(yàn)電路的具體參數(shù),以及外圍電路的選取;在軟件設(shè)計(jì)部分,根據(jù)TMS320F240的性能和軟件要實(shí)現(xiàn)的功能,設(shè)計(jì)了一個(gè)模塊化的軟件程序,給出軟件設(shè)計(jì)流程圖.第三部分是仿真和實(shí)驗(yàn)的結(jié)果分析.首先用MATLAB

4、對(duì)實(shí)驗(yàn)電路進(jìn)行仿真,其結(jié)果驗(yàn)證了理論分析的正確性.然后制作了基于DSP控制的100W全橋串聯(lián)諧振Buck-Boost AC/DC變換器,開(kāi)機(jī)瞬態(tài)實(shí)驗(yàn)證明了電路的抗開(kāi)機(jī)浪涌電流特性,并在不同運(yùn)行條件下檢測(cè)裝置的軟開(kāi)關(guān)性能、穩(wěn)壓性能、功率因數(shù)和整機(jī)效率,實(shí)驗(yàn)證明電路在不同負(fù)載條件下可實(shí)現(xiàn)所有開(kāi)關(guān)管開(kāi)通和關(guān)斷的ZCS,同時(shí)可實(shí)現(xiàn)輸出電壓穩(wěn)定和較高的效率.并通過(guò)和改進(jìn)性實(shí)驗(yàn)對(duì)比可以得出,該機(jī)的功率因數(shù)校正效果隨諧振頻率升高有較大的改善,并在50