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原文传递高效率软开关悬浮控制电源研究

论文题名：	高效率软开关悬浮控制电源研究
关键词：	磁悬浮列车;悬浮控制电源;多路输出变换器;直流变压器;单谐振网络;双谐振网络
摘要：	中低速磁悬浮列车是安全可靠，环境友好的新型城市客运轨道交通工具。随着能源短缺的问题日趋严重，这就要求磁悬浮列车各种设备的设计都要符合安全、可靠、节能、环保、高效的要求。本论文针对列车悬浮控制系统关键设备——悬浮控制电源进行研究。　　悬浮控制电源是典型多路输出变换器，其将330V DC转换成各悬浮控制设备所需的24V、±15V、5V直流电。传统的悬浮控制电源大多采用硬开关变换器拓扑实现，不但转换效率不高，而且交叉调整率差，发热严重，可靠性低，不适用于磁浮系统的高温环境。基于此，本文研究探求具有变换效率高、交叉调整率好的高品质悬浮控制电源解决方案。　　首先，研究提出了具有主控输出的准单级式悬浮控制电源架构。基于此架构讨论LLC谐振变换器和级联同步Buck变换器的准单级式悬浮控制电源的实现。同时，为了降低输入电流纹波和均匀电源的热分布，引入了具有双谐振网络的新型LLC谐振变换器拓扑。论文详细介绍和分析单谐振网络和双谐振网络LLC谐振变换器的工作原理。　　接着，论文提出了基于LLC直流变压器的两级式悬浮控制电源架构。在此架构中，LLC谐振变换器工作在谐振频率点，并不具有电压调节能力，而是作为一个高频变压器来应用。因此，输出电压的调节仅仅依靠后级的同步Buck变换器。类似于准单级架构，同样可以引入双谐振式的LLC变换器以降低输入电流纹波和均匀电源的热分布。论文详细阐述了单谐振网络和双谐振网络LLC直流变压器的工作原理。　　最后，论文制作了四款不同结构的悬浮控制电源，详细讨论了电源关键参数的设计与计算过程。给出了4台209W，220V～380V DC输入，24V/3.5A、±15V/3.5A、5V/4A四路输出的原理样机的实验波形。实验测试结果表明:四种实现方案均具有很高的变换效率和交叉调整率。在330V额定输入电压下，满载效率均在91％以上。
作者：	王建飞
专业：	电力电子与电力传动
导师：	郭育华
授予学位：	硕士
授予学位单位：	西南交通大学
学位年度：	2014
正文语种：	中文