基于DSP负载谐振型航空静止变流器研究开题报告.docVIP

西安理工大学 硕士研究生学位论文选题报告 题目：基于DSP的负载谐振型航空静止 变流器的研究 学 号 0908080463 姓 名 王 钰 洁 学 科 电力电子与电力传动 导 师 李 金 刚 日 期 2010.12 西安理工大学研究生部 2010年12月 选题报告简要内容（包括：1.综述 2.课题的主要目的及内容 3.预期效果 4.论文中新见解 5.课题的主要难点及解决办法) 一．综述 1、航空静止变流器的发展现状 在现代飞机上，把航空发动机产生的能源称为机械能源，也就是一次能源；而向特种设备提供的能源称为二次能源。二次能源主要有液压能，气压能，电能三种。不用的系统，机构用不同的能源，其中仪表、电子、照明、雷达等的设备是用电能的。 飞机主电源的发展经历了低压直流电源、混合电源（低压直流和变频交流）、恒频交流电源和高压直流电源的发展历程【1】。 航空静止变流器ASI（Aeronautical Static Inverter）美国Sundstrand、Alliedsignal、KGS公司研制的新一代ASI，采用MOS稳率器件、电流控制、表面安装、二次集成、高频化等技术，并实现了高功率密度、高效率的模块式电源结构，体积小、重整轻，可靠性高。但具体的电路结构尚未清楚【2】。 在国内，南京航空航天大学研制的软开关PWM组合式ASI，是代表当今新技术的产品【2】，采用了并联交错有源箝位正激式DC/DC变换器与单相全桥逆变器级联电路结构，功率MOS管作为开关器件，实现了ASI中所有开关管零电压开关(ZVS)。 (270VDC)供电方式【2、3、4】，美国早在七十年代末就开始了这方面的研究，已在某些型号的飞机上已得到成功应用。ASI正朝着高功率密度，高变换效率，无污染，智能化的方向发展。高功率密度，高变换效率ASI的基础是单级DC/DC变换器和单级DC/AC逆变器软开关变换技术的研究与工程实现。 对于静止变流器的设计，一般可以采用以下两种结构【5】： (1)单级式DC/AC结构：直接把输入直流电逆变成要求频率和幅值的交流电，通常需要在输出端加输出变压器，一是实现输入输出端的电气隔离，二是将输出电压变压到所需值。 (2)两级式DC/DC-DC/AC结构：前级DC/DC变换器将输入直流电进行变压和实施电气隔离，DC/AC再将直流电逆变成所需的交流电。 (1) 单级式结构 单级式航空静止变流器由高频逆变器、高频变压器、周波变换器、以及输入、输出滤波器构成，有以下特点，(1)结构非常简单,可靠性高。整个主电路功率开关管变少，无输出滤波电感,整流管与高频调制管共用。(2)只经一级功率变换,且工作过程中任一时间段仅有一个功率管处于高频开关状态,所以开关损耗小【6】。(3)单级式逆变器实现了功率双向流动，负载可以向电源回馈能量。基本结构如图1【7】所示： 图SPWM软开关的特点如下:(1)开关驱动信号频率恒定，且占空比是恒定的。 (2) 周波变换器的开关开通顺序按正弦规律变化，形成标准的高频SPWM脉冲最后经过输出滤波；(3)周波变换器输出的交流电压幅值大小由SPWM波的调制比来决定【15,16】。 全桥逆变器加上LCC谐振电路将输入电压Uin变成高频正弦电压波，周波变换器将此电压波调制成双极性SPWM波，经输出滤波后得到中频正弦电压Uo。周波变换器采用双极性双调制波方案如图4所示，它是以双极性移相控制为基础的另一种控制方法，它将三角波作为载波，正弦波交流信号与其反值作为调制波，对电路中的开关管进行控制。 图4 双调制波控制方式原理图 2、LCC谐振电路的电压变换与软开关 LCC串并联型谐振变换器可以看作是串联谐振变换器和并联谐振变换器的结合。其中，Ls是谐振电感，Cs是串联谐振电容，Cp是并联谐振电容。串并联谐振变换器结合了串联谐振变换器和并联谐振变换器的优点，克服了它们的缺点【13】。 LCC谐振电路的优点是：调节开关频率与谐振频率的关系，可得高电压、小电流或低电压、大电流工作特性；负载适应性好；功率开关管可以实现软开关。并且，采用LCC负载谐振电路可使桥式大功率高频逆变电源的性能得到改善，并能提高效率，有更好的调节性和负载适应性，当开关频率等于谐振电感与串联电容的谐振频率时，变换器为电压源型；当开关频率等于槽路谐振频率时，变换器为电流源型。另外当负载开路时，可以提供可调节的高输出电压；而负载短路时，如果LCC谐振电路工作在电流源状态，由于其的电流源特性，电流不会突变，保护了电路。【24】 LCC谐振变换器是在保持开关管占空比不变的情况下，通过设置谐振电路中的各元件参数及谐振频率来调节输出电压，不存在输