1、采用控制芯片产生驱动电路包括光耦隔离模块和图腾柱驱动模块，主要是提供主回路功率开关管需要的驱动信号。第五章是实验分析。制作了台原理样机，分别进行降压和升压实验，在降压实验时，分别在不同性质的负载下测量输出电压，然后改变负载的大小，对变换器的负载调整和效率进行了实验分析升压实验也进行了相似的实验分析，实验结果验证了该拓扑结构的有效性。第六章是结论与展望。首先总结了本文完成的主要工作，然后给出了本文的研究展望。万方数据中国计量学院硕士学位论文开关电容变换器概述开关电容变换器的拓扑结构及工作原理根据开关电容变换器拓扑的发展现状，可将其按照实现方式分为间接型和直接型两类。间接型拓扑结构是借助于变换，将变换器输出的多个不同电平组成近似正弦波的交流波形，由于这种方式使用的开关数量多控制比较复杂，因此研。
2、器的效率，文献给出了双桥臂变换器的等效内阻公式式中，表示功率开关管的开关频率，表示驱动信号的占空比，表示电容，表示功率开关管的导通电阻。式表明，变换器的等效内阻与有关，为提高变换器的效率，可以通过改变这些量来减小变换器的内阻。根据其工作原理，可以得到该变换器的等效电路，如图所示。图双桥臂输入电源侧等效电路图中，是变换器的等效内阻，是每个电容的电容值。该等效电路是由输入电源侧得到，从负载侧得到的等效电路如图所示。图双桥臂输出负载侧等效电路万方数据中国计量学院硕士学位论文由图可以计算出，该变换器的电压增益为由电压增益公式可以看出，该变换器可以实现电压变比为的变换，当输入电源和负载电阻互换后，能够。
3、需要用到交流变换器，从而满足装置的电压匹配条件。因此，深入研究基于开关电容的变换器，并在此基础上，设计出电路拓扑结构简单成本低廉控制策略简便的新型交流变换器来代替传统的变压器，具有重要的意义。万方数据中国计量学院硕士学位论文主要研究内容本文将开关电容变换的原理应用在变换领域，该变换器只由电容和开关管组成，不含有磁性元件，具有体积小重量轻功率密度高等优点。本文的主要研究内容如下第二章对开关电容变换器进行了概述。首先介绍了开关电容变换器的拓扑结构及工作原理，分别给出了双桥臂和单桥臂的电路拓扑结构，并给出了等效内阻公式，根据其等效电路，得出了电压增益的表达式。其次介绍了开关电容变换器三种常见的控制方法，并分别阐述了各种控制方法的适用范围。第三章主要介绍了变比为或的开关电容型变换器。首先给出了电路。
4、究价值不大。直接型拓扑结构可以直接实现交流电压的变换，根据其电路结构的不同，可以分为双桥臂和单桥臂拓扑，下面将分别介绍这两种电路结构。双桥臂电路拓扑在电路结构上具有定的对称性，因此称为双桥臂电路，其电路拓扑结构如图所示。图双桥臂电路拓扑在该变换器中，输入电源由侧输入，输出负载接在之间，输入电压经开关电容变换后，得到的输出电压等于输入电压的。由图可以看出，双桥臂变换器含有两个臂，每部分由开关电容基本单元组成，呈对称式分布。在每个开关电容基本单元中，都是只由开关管和电容组成，开关管的驱动信号如图所示。万方数据中国计量学院硕士学位论文图双桥臂开关管驱动波形在个开关周期中，该变换器有两种状态第种状态，功率开关管和导通，电容与并联，与并联第二种状态，功率开关管和导通，电容与并联，与并联。为研究该变换。
5、路拓扑开关电容变换器的控制方法控制电流控制电压跟随控制本章小结变比为或的开关电容变换器设计开关电容变换器拓扑的提出拓扑结构双向开关的选择变换原理分析变换器主要电路参数计算开关电容基本单元等效内阻的分析万方数据开关电容变换器等效电阻分析等效电容计算变换器效率分析功率开关管损耗变换器的效率计算仿真验证本章小结原理样机设计主电路设计及元器件选择功率开关管选取储能电容选取控制电路设计独立电源模块控制信号模块驱动电路设计光耦隔离电路设计图腾柱驱动电路本章小结实验结果与分析降压实验及分析变换器降压时稳定性实验变换器降压时负载调整实验变换器降压时效率实验升压实验及分析变换器升压时稳定性实验变换器升压时负载调整实验变换器升压时效率实验本章小结结论与展望结论万方数据展望参考文献作者简介万方数据图清单图型交流。
6、指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国计量学院或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名签字日期年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解中国计量学院有关保留使用学位论文的规定。特授权中国计量学院可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印缩印或扫描等复制手段保存汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。保密的学位论文在解密后适用本授权说明学位论文作者签名导师签名签字日期年月日签字日期年月日万方数据致谢转眼间，两年半的研究生学习即将结束，在此毕。
7、流型变换器基于变换拓扑的直接型变换电路具有下列优点输出电压的谐波分量低，稳压能力强功率可以双向流动，交流电能可以在四象限变换网侧与负载侧的功率因数基本致缺少了中间直流环节，具有较高的效率和功率密度动态响应的速度快。然而，这种类型的变换器输出电压可能出现过零点畸变，而且其控制策略复杂，存在功率开关管切换时高电压尖峰的问题，因此还需要深入的研究。开关电容变换器的研究热点集中在非隔离的领域，在低功率和低电压的场合已经研究出了不同电路拓扑结构。将开关电容变换原理应用到交流变换领域，是最近国外研究的热点。等人在文献中首次提出了种双桥臂开关电容变换器，其功率等级为，能够实现电压变比为或的变换。文中详细阐述了该变换器的电路拓扑结构和工作万方数据中国计量学院硕士学位论文原理，并给出了实验样机，实验结果表明。
8、器的等效内阻与开关频率，开关管的导通电阻，电容有关，可以通过选择合适的参数，来减小变换器的内阻。根据其工作原理，可以得到该变换器的等效电路，如图所示。图单桥臂输入电源侧等效电路图中，是变换器的等效内阻，是每个电容的电容值。该等效电路是由输入电源侧得到，从负载侧得到的等效电路如图所示。图单桥臂输出负载侧等效电路由图可以计算出，该变换的电压增益为万方数据硕士学位论文开关电容变换器研究作者王忠阁导师汪伟教授学科检测技术与自动化装置中国计量学院二〇四年三月万方数据，万方数据中图分类号学校代码密级公开硕士学位论文开关电容变换器研究作者王忠阁导师汪伟教授申请学位工学硕士培养单位中国计量学院学科专业检测技术与自动化装置研究方向电力电子变换二〇四年三月万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师。
9、斩波器图高频交流型变换器图双桥臂电路拓扑图双桥臂开关管驱动波形图双桥臂输入电源侧等效电路图双桥臂输出负载侧等效电路图单桥臂电路拓扑图单桥臂开关管驱动波形图单桥臂输入电源侧等效电路图单桥臂输出负载侧等效电路图改进型控制时序图开关电容变换器拓扑结构图双向开关管驱动信号图升压式电路拓扑结构图电子双向开关图功率双向开关图前级电路拓扑图输入输出理论电压波形图输入电压正半周期状态电流方向图输入电压正半周期状态二电流方向图输入电压负半周期状态电流方向图输入电压负半周期状态二电流方向图开关电容基本单元图状态时电路结构图状态二时电路结构图等效电阻与的函数关系图等效路拓扑结构如图所示。与电压源型相比，它具有简洁的电路拓扑结构输入电压范围宽输出电压波形质量高更高的可靠性和适用在低功率变换的领域等优点。图高频交。
10、拓扑结构，由于应用在交流电能变换中，要求功率开关可以双向导通，本章首先介绍了双向开关的基本知识，并根据各双向开关的优缺点，选择了本文中使用的组合双向开关。然后分析了变换器的工作原理，给出了在个开关周期内变换器的工作过程。接着介绍了开关电容的基本单元，并根据其阶电路全响应公式推导出了开关电容基本单元的等效内阻公式。根据变换器的工作原理，给出了开关电容变换器的主要电路参数，包括等效内阻等效电容功率开关管功率损耗变换器效率的计算，并分别给出了计算公式。最后在软件平台下搭建了仿真模型，分别进行了降压和升压的仿真实验与分析。第四章是原理样机设计。开关电容变换器的硬件部分主要包括三部分主电路控制电路和驱动电路。主电路主要包括功率开关管和储能电容两部分，文中给出了它们选取原则控制电路是提供控制信号，本文。
11、该变换器的效率最高可达。在文献中等人给出了种新型的拓扑结构，将文献中的双桥臂结构简化成单桥臂拓扑，设计了台功率等级为的实验样机，能够实现电压变比为或的变换，实验结果表明变换器的效率最大可达。研究的目的意义和主要研究内容研究目的本文研究的目的是在变换领域中应用开关电容变换的原理，设计出新型电路拓扑结构，用来实现交流电能的变换，并制作台实验样机，该样机的主要技术指标如表所示。表实验样机的技术指标技术指标参数输入电压输出电压功率等级效率η开关频率该课题获得了浙江省自然科学青年基金项目的支持项目编号。研究意义变换器的应用领域非常广泛，无论是在交流稳压场合还是在交流调压场合。当电网的电压质量较差时，变换器可以对电网进行稳压和净化在工业生产和家用电气设备中，许多装置如加热炉电焊机小型交流电动机电光源都。
12、实现变比为的变换。双桥臂开关电容变换器中使用的是单向功率开关管，不能够使电流双向流动，在变换器工作过程中，电容和功率开关管两端的电压会含有直流分量。单桥臂电路拓扑与双桥臂拓扑相比，单桥臂电路结构简单了很多，其拓扑结构如图所示。图单桥臂电路拓扑输入电源并联接在两个电容和的两端，开关电容单元接在输入电源与电容之间，由电容提供输出电压给负载。由图可以看出，单桥臂变换器是由开关电容基本单元组成，开关由个双向的功率开关组成，其驱动信号如图所示。万方数据中国计量学院硕士学位论文图单桥臂开关管驱动波形在个开关周期中，该变换器有两种状态第种状态，功率开关管导通，电容与并联第二种状态，功率开关管导通，电容与并联。文献给出了该变换器的等效内阻表达式式表明，变换。
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