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谐振半桥电源中功率开关寄生振荡研究.pdf
文档介绍:
东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名:赴日期:鲨!兰:!丝:至寥东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外,允许论文被查阅和借阅,可以公布(包括以电子信息形式刊登)论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布(包括以电子信息形式刊登)授权东南大学研究生院办理。研究生签名:虹导师签名:期:塑!丝!丝圣》万方数据摘要摘要随着功率变换器的发展,谐振半桥拓扑以其独特的谐振工作方式带来的优势而得到广泛应用。然而在应用过程中,其功率开关寄生振荡会对系统功耗、效率等性能产生很大影响,因此寄生振荡问题成为学术界研究热点之一。本课题在现有研究的基础上,将从功率开关寄生参数的角度对谐振半桥系统进行建模,再根据所建模型对功率开关寄生振荡进行定量分析,并研究其优化设计方法。本文首先建立了适用于半桥LLC(电感.电感.电容)谐振系统的功率管寄生参数等效电路级模型,在此基础上,揭示了栅极电阻、栅极寄生电感和栅极寄生电容对栅极振荡的影响;揭示了桥臂中点电压变化率和栅极电阻对栅漏振荡的影响;揭示了漏源内部和外部引脚寄生电感、漏源电容和电阻对漏源振荡的影响。然后建立了谐振系统死区工作电路模型,揭示了谐振电路中各参数对死区时间的影响。最后结合所有研究结果给出了谐振半桥电源系统的整体优化设计方法。论文基于一款输入电压380V,频率100kHz~200kHz,输出电压5V,功率50W的产品级谐振半桥实验电源系统进行了验证,模型计算结果与实测结果误差低于5%,通过基于模型的优化设计,栅极振荡得以有效消除,栅漏振荡所引起的栅源电压波动幅度降低至功率管阈值电压以内,漏源振荡幅度降低至稳态电压5%以内,系统的整体性能得到提高,其效率从83.5%提高到85%,开关损耗占总损耗的比例从20%下降到15%。本文优化方法可指导谐振半桥电源的设计来抑制或消除其功率开关寄生振荡。关键词:谐振半桥寄生振荡功率开关死区时间万方数据AbstractAbstractWiththedevelopmentofthepowerconverter,theresonanthalf-bridgetopologyhasbeenwidelyusedfortheuniquebenefitsbroughtbyitsuniqueresonantwork.However,intheapplicationprocess,thepowerswitchparasiticoscillationhasasignificantimpactonsystemconsumption,efficiencyandotherproperties,eoneofthehotissuesofacademicresearch.Onthebasisofexistingstudies,theissueinthispaperwillmodeltheresonanthalf-bridgesystemfromtheperspectiveofparasiticpowerswitch,ordingtothemodelandfinallystudytheoptimumdesignmethodsAsuitablehalfbfidgeLLC(inductance—inductance—capacitance)resonantsystempowerMOSparasiticequivalentcircuitlevelmodelpresentedinthisthesis.Basedonthis,theauthorfirstlydisclosestheinfluenceofthegateresistance,gatecapacitanceoftheparasiticinductanceandparasiticgateontheoscillation.Secondlytheauthorrevealstheimpactofthemidpointvoltagerateofchangeaimandgateresistanceontheoscillationamplitude.Thirdlytheauthorrevealstheinfluenceoftheinternalandexternalpindrain-sourceparasiticinductance,thedrain—sourcecapacitanceontheoscillation.Then,theauthorestablishesaresonantcircuitmodelsystemdead-work,disclosestheimpactoftheresonantcircuitparametersondeadtime.Finally,ivestheoveralloptimizationofresonanthalf-bridgepowersupplysystembasedonalltheresults.Thevalidationconductedbytheuseofanexperimentalresonanthalf-bridgepowersystemofproductlevelwithaninputvoltageof380V,anfrequencyoflOOkHz~200kHz,andtheoutputvoltageof5V,50W.TheelTOrbetweenthemodelresultsandthemeasuredresultslessthan5%.Byoptimizingthedesignofmodel,thegateoscillationeffectivelyeliminated,thegate-sourcevoltagefluctuationscausedbythegate-drainoscillationsreducedwithinthethresholdvoltageofthepowertransistor,andtheDrain—sourceoscillationamplitudereducedbelow5%ofthesteady-statevoltage.Theoverallsystemperformanceimproved,whoseefficiencyincreasedfrom83.5%to85%,withthetotallossoftheswitchinglossdecreasingfrom20%to5%.Therefore,the 内容来自淘豆网www.taodocs.com转载请标明出处.
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