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谐振变换器可以实现开关管和整流二极管的软开关,并利用寄生电感和电容作为谐振元件。然而,谐振变换器的拓扑众多,每种拓扑又存在多种工作模式,这导致其拓扑的选取和主电路参数的设计十分困难。在实际应用中,往往是从常用的拓扑中选取一种,并通过反复试凑的方法设计变换器参数,这样选取的拓扑和设计的参数往往不是最优的,因此,文本进一步研究了各种谐振变换器拓扑的关系及其主电路参数的设计方法。 第二章研究谐振变换器中谐振网络之间存在的相互等价关系,通过列写谐振网络的端口参数方程,发现了某些谐振网络是等价的,进一步找出了所有等价的三阶和四阶谐振网络。提出根据谐振网络的等价关系来选择谐振变换器拓扑,并分别以 LLC谐振变换器和CLL谐振变换器以及LCC谐振变换器和混合串并联谐振变换器为例,进行了仿真验证。同时,提出根据等价关系将某些高阶的谐振变换器转化为低阶谐振变换器进行设计,并以LLC-L谐振变换器的设计为例,给出了相应的实验验证。 第三章推导串联谐振变换器的模式分界图,并基于模式分界图对电感电流断续模式(Discontinuous Current Mode,DCM)串联谐振变换器的主电路参数进行优化设计。设计得到一组标幺化的变换器参数,在这组参数下,谐振回路的环流最小。最后,以优化得到的参数设计一台峰值功率为150kW、最高输出电压为25kV的高压电容恒流充电电源,并给出仿真验证。 第四章推导并联谐振变换器的模式分界图,并基于模式分界图对DCM模式并联谐振变换器的主电路参数进行优化设计。基于模式分界图讨论DCM模式并联谐振变换器的稳态特性和其主电路参数的优化设计,设计得到一组标幺化的变换器参数,在这组参数下,谐振回路的环流最小。最后,以优化得到的参数设计一台满载功率为6kW、输出电压为30V的恒压电源,并给出仿真验证。 第五章推导 DCM模式 LCC谐振变换器的模式分界图,根据模式分界图,讨论DCM模式LCC谐振变换器的稳态特性和其主电路参数的优化设计,设计得到一组标幺化的变换器参数,在这组参数下,谐振回路的环流最小。最后,搭建三台输出功率为5kW,输出电压为50V的实验样机,其中一台样机采用优化设计所得到的参数,另外两台样机采用其它参数,通过对比实验验证本文所推导的模式分界图的正确性,以及所设计出来的参数是最优的。