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随着现代高科技的快速发展,近年来电源在理论研究和生产应用等方面获得了丰硕的成果。电源设备不仅是电子设备工作的基础,而且起着电能的转换与传递的作用。电子设备的小型化加速了电源向高效、低成本、低噪声的方向发展。 开关电源的单一拓扑结构使其输出电压范围很窄,这样就必须增加额外的电路,同时由于死区时间的存在,这样会大大降低其工作效率。本论文在直流电压的变换中应用了准Z-源拓扑结构。准Z-源拓扑变流器继承了Z-源变流器的全部优点,可在单一状态下实现升降压和功率调节,改善其性能。此外,将准Z-源拓扑应用于直流电压的变换中有其独特的优势:较高的元件利用率,电源电压应力的减少、控制策略的简化等。这使其特别适合应用于需要一个大范围增益的情况如电机控制器和可再生能源等方面。 本论文详细的介绍了准Z-源拓扑变流器的结构和工作原理,给出了将它应用于直流电压的变换中主电路元件参数的设计方法和设计原则,如电容C、电感L、二极管D的选择等。运用状态空间平均法建立了它的小信号数学模型,将功率变换开关电路的非线性时变方程转化为线性时不变方程,推导其传函并加以分析。 最后,建立了基于Saber软件下的模型,并对其进行全面仿真。准Z-源拓扑变流器输出电压的特性、纹波、动态响应等都达到了预期的要求。通过对制作的实验样机各项技术指标的分析显示能够达到预期的供电要求。对Saber仿真结果和实验样机的分析,论证了其正确性和理论的可行性。