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基于松耦合变压器的全桥谐振变换器的研究

刘建  
【摘要】: 非接触感应电能传输系统综合运用电磁感应耦合技术、高频变换技术以及电力电子等高新技术,安全、可靠、高效、灵活地实现了电能的无接触传输,在交通运输、航空航天、医疗、照明、矿井和水下场合有着广泛的应用前景。 在中、大功率的非接触感应电能传输的应用场合中,基于松耦合变压器的全桥谐振变换器应用广泛,本文对此进行了研究。首先介绍了松耦合感应电能传输的原理、研究现状和发展趋势,对松耦合变换器的模型进行了分析。对松耦合全桥谐振变换器的原副边的补偿进行了研究,从系统视在功率的角度和提升系统传输能力的角度分析了原边补偿电容和副边补偿电容各自的作用。 接着对应用最为广泛的串串补偿和串并补偿的松耦合全桥谐振变换器进行了深入的研究,推导了输出电压的归一化公式、原边阻抗角的归一化公式和系统不发生频率分叉现象的条件,并借助Matlab对所推导的公式进行了分析,得出了发生频率分叉和不发生频率分叉时系统电压传输特性的差异和影响系统发生频率分叉现象的因素。还分析并给出了在某种情况下补偿电容和工作频率的合理选择。 最后,对松耦合全桥谐振变换器的控制方式,进行了初步的探索,对如何实现松耦合全桥谐振变换器PFM控制和频率跟踪控制进行了分析和研究。对文中所得出的结论进行实验验证,给出试验结果,并实现了松耦合全桥谐振变换器的PFM控制和频率跟踪控制,并给出了实验结果。


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