3kW穩(wěn)流源變換器的設計與實現(xiàn).pdf

1、本文結合實驗室項目提出了3kW穩(wěn)流源變換器的設計與實現(xiàn)課題，對3kW穩(wěn)流源前級VIENNA整流器和后級全橋DC/DC變換器分別進行了設計和優(yōu)化。VIENNA整流器拓撲是三電平電路，具有開關應力小、輸入電流總諧波失真度低、功率因數(shù)高、結構簡單等優(yōu)點，引起了國內外學者的廣泛研究。全橋DC/DC變換器因其輸出功率高而且能夠利用自身電路參數(shù)實現(xiàn)軟開關的特點而在中大功率場合得到廣泛應用。
　　本研究首先進行了VIENNA整流器的設計與優(yōu)化。

2、在簡要介紹其原理的基礎上進行了數(shù)學建模分析，隨后結合3kW系統(tǒng)對VIENNA整流器進行了詳細的工程設計，包括直流側電容設計、LCL濾波器設計和控制系統(tǒng)設計。此外，針對電網電壓畸變引起的輸入電流畸變，采用了一種結合VIENNA整流器控制環(huán)路的指定次諧波消除法，該方法在諧波旋轉坐標系下提取指定次諧波分量，繼而通過閉環(huán)得到諧波電流指令值，隨后將其變換到基波坐標系下進行指定次諧波優(yōu)化。針對LCL濾波器存在的諧振問題，通過引入無源阻尼的方法以抑制

3、諧振尖峰，增加系統(tǒng)穩(wěn)定性。在全橋DC/DC變換器的設計與優(yōu)化中，首先簡要介紹其拓撲結構和雙極性控制的工作原理，隨后通過數(shù)學建模分析推導出小信號模型。通過引入交錯并聯(lián)技術，降低原邊開關管電壓應力和副邊整流二極管電流應力同時降低了總電感電流紋波，損耗和應力也可均衡地分配到多個電路模塊和磁性元件上，有利于電源的散熱設計。隨后給出了濾波電感設計、儲能元件設計、隔直電容設計、變壓器設計、換向橋設計以及控制系統(tǒng)設計的方法，并在MATLAB/Simu