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具有宽增益范围的三相多谐振变换器研究
| 论文题名： | 具有宽增益范围的三相多谐振变换器研究 |
| 关键词： | 电动汽车;充电机;三相多谐振变换器;参数设计;器件选型;增益特性 |
| 摘要： | 随着能源的短缺以及环境问题的加重，新能源的开发和利用显得越来越重要，由电动机做驱动的电动汽车的推广也势在必行。电动汽车的充电功率较大，并且电压变化范围较宽，因此研究一种具有宽增益、高效率应用于车载充电机的DC/DC变换器是十分有必要的。 首先，分析了关于LLC谐振变换器的研究现状后，将陷波器引入到了三相LLC谐振变换器中，研究了一种三相多谐振变换器(LLC-LC)。该三相变换器结构对称，仅通过调频控制就可以实现相对较宽的增益范围，并且变压器采用了星型连接的结构，具有自均流能力，能有效避免因为谐振参数不匹配时，造成的三相电流不平衡。另外，该变换器的三相驱动信号之间互差120°，有效的减小了输出电流的纹波，有利于实现变换器的小型化和高功率密度。 其次，详细介绍了三相多谐振变换器的工作原理，并且利用基波分析法得到了该三相变换器其中一相的等效电路，根据等效电路推导出了变换器的增益特性。为了对变换器的性能进行优化，分析了谐振网络参数对其增益、谐振电流以及励磁电流的影响，同时对增益曲线进行了空间划分，选择出了能够实现软开关的理想工作区间。 然后，根据分析结果并结合性能指标，完成了对三相LLC-LC多谐振变换器的参数设计以及器件的选型。并选用TMS320F28035作为系统的数字控制芯片，完成了变换器的硬件设计和软件设计。 最后，采用PSIM仿真软件对三相多谐振变换器进行了原理性的验证，同时搭建了输入400V、输出250V-450V、功率为3.3kW的三相LLC-LC变换器和三相LLC变换器两台实验样机，并进行了实验结果的对比。实验表明，三相LLC-LC变换器的效率虽然略低于三相LLC变换器，但是整个输出电压范围内效率仍然较高，最大效率为97.9%，并且输出同样宽度的电压时，三相LLC-LC变换器的频率变化范围更小，有效的拓宽了变换器的增益，解决了LLC变换器变换器轻载或者空载调压难的问题。 |
| 作者： | 张达 |
| 专业： | 电力电子与电力传动 |
| 导师： | 赵清林 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 燕山大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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