諧振式軟開關(guān)恒流充電電源的研究.pdf

1、近年來蓄電池由于具有容量大、功率密度高等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于煤礦電機(jī)車、不間斷電源等多種領(lǐng)域。充電電源作為蓄電池的能量補(bǔ)給設(shè)備與蓄電池相生相伴，其性能的優(yōu)劣直接影響蓄電池整體性能。而傳統(tǒng)的充電電源開關(guān)損耗大、充電效率低、功率密度低。因此研究高效、高功率密度的充電電源具有十分重要的意義。
　　通過分析目前充電電源的研究現(xiàn)狀，采用軟開關(guān)電源拓?fù)涫翘嵘潆婋娫葱屎凸β拭芏鹊挠行Х椒?，對比研究了常用軟開關(guān)電源拓?fù)涞膬?yōu)缺點(diǎn)，根據(jù)恒流充電電源

2、的運(yùn)行特點(diǎn)，確定采用串聯(lián)負(fù)載諧振變換器和半橋 LLC諧振變換器兩種諧振軟開關(guān)變換器作為恒流充電電源的主電路拓?fù)?，同時為了實現(xiàn)大功率輸出，對兩單元串聯(lián)負(fù)載諧振變換器的交錯并聯(lián)做了進(jìn)一步研究。
　　根據(jù)充電電源的恒流輸出特性要求和串聯(lián)負(fù)載諧振變換器在不同工作方式下的特點(diǎn)，確定了變換器在諧振電流斷續(xù)的方式下工作，分析了變換器在該種工作方式下的工作原理，探討了實現(xiàn)開關(guān)管 ZCS軟開關(guān)的條件，并分析了在低壓大電流工作條件下適用于串聯(lián)負(fù)載諧振

3、變換器的整流電路結(jié)構(gòu)。針對串聯(lián)負(fù)載諧振變換器調(diào)頻控制的特點(diǎn)，對兩單元串聯(lián)負(fù)載諧振變換器交錯并聯(lián)的控制方式進(jìn)行了研究，設(shè)計了定脈寬調(diào)頻移相的交錯控制方案。對主電路和控制電路進(jìn)行了設(shè)計，并對兩單元串聯(lián)負(fù)載諧振變換器交錯并聯(lián)進(jìn)行了仿真驗證。
　　分析了半橋 LLC諧振變換器在兩個不同開關(guān)頻率區(qū)間的工作原理，并利用基波分析法建立了變換器的等效模型，在該模型基礎(chǔ)上分析了半橋 LLC諧振變換器的電流傳輸特性和電壓增益特性，并結(jié)合變換器的輸入阻

4、抗特性分析了實現(xiàn) ZVS軟開關(guān)的條件。在分析結(jié)果基礎(chǔ)上設(shè)計了電路參數(shù)，并對其進(jìn)行了仿真驗證。
　　通過實驗平臺的搭建，分別對兩單元串聯(lián)負(fù)載諧振變換器的交錯并聯(lián)和半橋 LLC諧振變換器進(jìn)行了實驗驗證。實驗結(jié)果表明：串聯(lián)負(fù)載諧振變換器適合采用全橋整流方式進(jìn)行整流，兩個串聯(lián)負(fù)載諧振變換器單元在交錯并聯(lián)工作狀態(tài)下均可以實現(xiàn) ZCS軟開關(guān)，且兩單元交錯并聯(lián)效果良好，總輸出電流紋波得到改善；半橋 LLC諧振變換器在整個工作過程中均可實現(xiàn) ZV