基于三電平變換器的高壓直流電源研究.pdf

1、近年來，通信技術(shù)在許多領(lǐng)域內(nèi)得到了快速發(fā)展。作為通信數(shù)據(jù)機(jī)房的供電電源，交流UPS同樣得到了大量的應(yīng)用。由于交流UPS固有的特點(diǎn)，使得其在運(yùn)行過程中表現(xiàn)出了可靠性差、功率密度低、轉(zhuǎn)換效率低等一些缺點(diǎn)。在通信電源應(yīng)用的背景下，針對交流UPS的缺點(diǎn)采用高壓直流電源代替交流UPS的呼聲越來越高。相比交流UPS，高壓直流電源具有可靠性高、效率高、功率密度大、擴(kuò)容方便等優(yōu)點(diǎn)。
　　通過對高壓直流電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求的分析，本文搭建了一臺額定功率

2、6kW的高壓直流電源主電路實(shí)驗(yàn)平臺。主電路拓?fù)洳捎脙杉壗Y(jié)構(gòu)，其中前級采用三相VIENNA變換器實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)校正，后級采用半橋三電平LLC諧振變換器實(shí)現(xiàn)電氣隔離和電壓變換。
　　在控制系統(tǒng)方面，不同于傳統(tǒng)兩級控制結(jié)構(gòu)，本文采用輸入電流內(nèi)環(huán)和后級輸出電壓閉環(huán)的雙閉環(huán)控制方式，通過改變前級VIENNA變換器開關(guān)管的占空比來控制后級變換器的輸出電壓，從而簡化系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)。同時針對傳統(tǒng)LLC諧振變換器變頻控制存在的磁性元件設(shè)計(jì)困難、開關(guān)頻

3、率變化范圍大及輕載時效率低等缺點(diǎn)，本文對半橋三電平LLC諧振變換器采用定頻定占空比控制，理論上使后級的開關(guān)頻率等于諧振頻率，從而使LLC諧振變換器在效率較高點(diǎn)上運(yùn)行。針對諧振元件參數(shù)可能存在的擾動性，本文提出了基于模型預(yù)測控制的LLC諧振頻率追蹤控制方法。針對死區(qū)時間對超高頻LLC諧振變換器的影響，本文建立了死區(qū)時間與橋臂輸出電壓的數(shù)學(xué)關(guān)系。在軟件實(shí)現(xiàn)方面，根據(jù)上述控制方案對電壓環(huán)、電流環(huán)調(diào)節(jié)器進(jìn)行設(shè)計(jì)及電壓電流雙閉環(huán)的程序設(shè)計(jì)。