LLC谐振变换器在航空二次电源中的应用研究

【类型】学位论文

【作者】黄森 

【关键词】 同步整流,DC/DC变换,LLC谐振变换器,基波分析法

【摘要】随着我国民航运输总周转量、旅客运输量和货邮运输量的不断递增,中国民用航空提出实现民航强国战略。同时,伴随着机载设备的不断发展,用电量也在增加,原有的恒频交流电源系统由于交流电源供电,易引起电源波形畸变,电磁干扰大,效率较低等不足,不能满足未来多电飞机的发展要求,促使各公司开始对高压直流电源系统进行研究。高压直流电源系统结构简单、易实现不中断供电、可靠性强等优势,将是航空飞机电源系统领域的研究重点和发展方向;鉴于飞机上高压直流电源系统的母线电压为270V,机载设备、雷达、导航等电子设备的供电电压均为28V,因此,本文将对高压直流电源系统中二次电源的270V/28V DC/DC变换器进行研究。本文首先结合低压大电流输出的特点,将全桥LLC谐振变换器应用在航空二次电源高降压比DC/DC变换中。详细阐述了LLC谐振变换器的工作原理,并运用基波分析法(FHA)对其建模,得到LLC谐振变换器的FHA等效模型,同时对该谐振变换器的频率特性、空载特性、短路特性以及原边功率开关管零电压开通的限制条件进行分析。针对LLC谐振变换器副边二极管整流损耗较大的问题,将同步整流技术应用到LLC谐振变换器中,对比分析了同步整流技术的几种驱动方式,并对电流自驱动和智能芯片驱动同步整流进行详细分析,最后根据工程应用选用集成芯片UCC24610来检测MOSFET漏源极电压实现同步整流管的驱动方案,从而提供了准确的驱动信号,减少了副边整流管的导通损耗,提高了变换器的变换效率。其次,根据LLC谐振变换器的参数设计要求,对该变换器进行硬件设计,给出变换器主电路参数计算,在此基础上对该变换器的功率开关管,滤波电容进行选型,完成LLC谐振变换器驱动电路,保护电路以及辅助供电电路的设计。最后,在Matlab/Simulink环境下建立LLC谐振变换器控制系统的仿真模型,并搭建实验平台,通过仿真与实验对变换器波形进行分析比较,验证了上述理论分析的正确性和设计的可行性。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】上海电机学院

【学位授予年度】2018

【导师姓名】刘军;王庆东