本课题旨在研究窄带控制-高性能PT功率变换器的基础理论、设计方法、控制策略及其稳定性。提出新的电路拓扑,压缩控制频带75%以上;在高压-满载工况时,提高PT的效率20%及PT功率变换器的效率15%;扩展输入电压的波动范围±15%。研究多个PT联合使用技术,提高PT变换器的输出功率等级,使得输出功率不低于150W;增设电流反馈环、探索新的控制策略,设计合理控制电路,寻找高阶谐振变换器的控制技术;建立PT的窄带功率模型以及PT功率变换器的小信号模型和大信号模型等,用实验验证,并将其误差控制在5%以内。用这些模型分析系统的稳定性、小信号扰动和大信号扰动。使我国在该领域的研究达到世界先进水平,并使谐振变换器的研究有所进展。
本项目取得了如下成果 1)提出了PT功率解耦模型和PT变换器的撕裂分析方法: 这种分析方法是将一个9阶PT功率变换器等效为一个三级解耦级联系统。2)提出了低阶谐振变换器的小信号建模:基于每个谐振元件的动态V-I特性方程,建立其小信号线性等效电路。然后用该等效电路替代原谐振电路中的相应元件得到谐振电路的伴随网络模型,用这一模型分析谐振电路的小信号电气特性。3)提出了高阶谐振变换器与PT功率变换器的建模的方法。4)窄带控制的PT功率变换器的研究成果①控制带宽与谐振网络的阶数成反比;②给出了LLC型和LC型输入匹配网络的设计方法;③控制频带3.1K(68.1K-71.2K),接近与PWM控制。5)PT功率变换器实验装置及其研究成果①3个PT并联,输出电流的最大相位差小于2 ,功率输出的最大误差8%;②输出电压24V,最大输出功率150W;③整机的效率大于90%;④输入电压180-240VAC;⑤PT满载工作温升小于20℃;⑥谐振型DC/DC变换器的死区分析以及消除方法;⑦PT并联的电路模型;⑧电压控制环的设计。6)研究了利用安捷伦4395A测量开关变换器的环路增益测量方法。