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随着开关电源越来越广泛的应用,为了适应各种新的电子设备,对开关电源的要求更加灵活多样,低电压、大电流的开关电源也成为一个很重要的研究方向。本文以低压大电流开关电源为主要研究对象,针对传统的低压大电流开关电源输入侧电流等级较高及占空比太小的问题,选择将LCL型负载谐振变换器作为主电路拓扑的重要组成部分。
本文对比分析了几种常用的负载谐振电路,根据系统设计要求,选择LCL型负载谐振变换器作为主电路拓扑结构。采用移相PWM控制方式,分析了LCL型负载谐振变换器在感性状态下进行移相控制的稳态工作原理及其变换器的感性移相工作波形图。对LCL型谐振电路进行简化分析,并着重分析了谐振电路的电流增益特性。总结出谐振电路的两种参数设计方法,并利用MATLAB Simulink软件对得到的两组参数进行仿真分析。设计了基于TMS320F2812 DSP芯片的系统软件程序,实现了谐振变换器的移相控制,并编写了位置式数字PI闭环控制算法。完成了系统的硬件设计,包括主电路关键参数设计,驱动电路、反馈调理电路及系统保护电路设计。最后搭建系统硬件实验平台,进行了硬件电路联合调试。对实验结果进行分析表明,逆变器中功率开关管都实现了零电压开通,得到低压大电流输出效果,证明了本文中方案的正确性。