【摘 要】
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舰船综合电力系统是全电化舰船的标志,舰船的探测、通信、导航和日常用电等应用场合中存在将宽范围的直流母线电压转变为24 V稳定输出电压的需求,研究具有宽输入范围和高变压比的DC/DC变换器对舰船电源领域有着重要的意义。实际工程中的宽输入解决方案主要从变换器的拓扑结构和控制策略上进行改进,但是复杂的拓扑结构增大了变换器的体积和损耗,复杂的控制策略降低了系统的可靠性并且增大了实施难度,针对上述问题,本文
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舰船综合电力系统是全电化舰船的标志,舰船的探测、通信、导航和日常用电等应用场合中存在将宽范围的直流母线电压转变为24 V稳定输出电压的需求,研究具有宽输入范围和高变压比的DC/DC变换器对舰船电源领域有着重要的意义。实际工程中的宽输入解决方案主要从变换器的拓扑结构和控制策略上进行改进,但是复杂的拓扑结构增大了变换器的体积和损耗,复杂的控制策略降低了系统的可靠性并且增大了实施难度,针对上述问题,本文研究了一种适用于宽输入电压场合的LLC级联变换器,具体研究内容如下:（1）分析了四开关Buck-Boost变换器和全桥LLC谐振变换器常用的调制方法和直流增益特性,在此基础上将二者级联,并引入桥臂复用技术,得到集成四开关Buck-Boost+LLC级联变换器。根据拓扑结构确定了PWM+双移相控制策略,计算出级联变换器直流增益特性并给出级联变换器的控制框图。（2）对集成四开关Buck-Boost+LLC级联变换器在移相调制下的不同工作模式进行分类,对其中一种典型的工作模态进行分析来确定桥臂复用对于级联变换器的影响。而后分析了桥臂复用后集成型级联变换器的损耗组成,确定变换器损耗与流经各开关管的电流有效值之间的关系。根据分析计算出流经各个器件的电流有效值关于变换器电气参数的表达式。（3）根据实际需求给出变换器电气参数的设计过程,计算出实现全部开关管软开关的移相角范围。绘制出电流有效值关于移相调制的变化曲线,在实现软开关的基础上,得到了基于效率优化的移相调制方法,最后搭建了一台输入电压在175～320 V之间变化,输出电压恒定为24 V,功率为1 k W的试验样机,最终实验结果验证了本文所提控制方案和调制策略的可行性。
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