1、電源和電源變換是現(xiàn)代電氣和電子計(jì)算機(jī)控制的基礎(chǔ)，在各類電源變換裝置中，PWM開關(guān)型電源變換器結(jié)構(gòu)種類多、發(fā)展快、技術(shù)領(lǐng)先、便于實(shí)現(xiàn)，構(gòu)成了電源變換器中應(yīng)用最廣泛的一類。隨著科技的進(jìn)步和電力行業(yè)的發(fā)展，開關(guān)變換器已廣泛用于工業(yè)、交通、電力、通信、家用電器等領(lǐng)域，其設(shè)計(jì)與制造技術(shù)成為十分活躍的熱門技術(shù)。 開關(guān)變換器在運(yùn)行過(guò)程中電路拓?fù)涞闹芷谇袚Q使其成為一種特殊的非線性系統(tǒng)。開關(guān)變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、參數(shù)的優(yōu)化和模型研究不僅能極大地降低技

2、術(shù)開發(fā)周期和費(fèi)用，而且在工程應(yīng)用中能促進(jìn)其功率變換特性的改善，提高工作的穩(wěn)定性。本文結(jié)合工程科研項(xiàng)目，采用傳輸線建模數(shù)字仿真方法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、遺傳算法，對(duì)開關(guān)變換器的穩(wěn)態(tài)特性、動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行了深入的分析，研制出工程化樣機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，證明了論文采用的分析、研究方法的科學(xué)性，所作的工作主要包括以下幾個(gè)方面： 首先，系統(tǒng)地研究了開關(guān)變換器建模技術(shù)的基本特征和研究現(xiàn)狀，分析了開關(guān)變換器經(jīng)典的建模思路、方法、各自特點(diǎn)，總結(jié)比較了目前變換

3、器建模技術(shù)存在的問(wèn)題，提出了基于傳輸線理論的開關(guān)變換器傳輸線建模方法。 其次，研究探索開關(guān)變換器的工程設(shè)計(jì)問(wèn)題，詳細(xì)分析了變壓器隔離全橋開關(guān)變換器各種工作狀態(tài)，理論推導(dǎo)了變換器的危險(xiǎn)工作區(qū)間，提出了采用軟件優(yōu)化變換器主電路布局的方法。為縮短開關(guān)變換器的研制周期和研究費(fèi)用，在工程設(shè)計(jì)過(guò)程中采用退火B(yǎng)P神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)建立了開關(guān)變換器設(shè)計(jì)參數(shù)與相對(duì)應(yīng)的電路性能之間的非線性關(guān)系，并運(yùn)用遺傳算法對(duì)開關(guān)變換器電路參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，最后的仿真結(jié)果表

4、明通過(guò)布局優(yōu)化和參數(shù)優(yōu)化的變換器動(dòng)態(tài)性能得到了明顯的改善。 基于均勻傳輸線理論的電路傳輸線模型有明確的物理意義和良好的瞬態(tài)分析特性，但其建模理論和電路元件建模技術(shù)還不成熟，因此，論文主要研究了開關(guān)變換器電路元件基于均勻傳輸線建模理論的等效傳輸線模型和等效分布參數(shù)，全面系統(tǒng)地推導(dǎo)了電容、電感、耦合元件和功率開關(guān)器件的傳輸線線性模型、簡(jiǎn)化傳輸線線形模型、非線性傳輸線模型及等效電路模型，健全了電力電子電路的傳輸線動(dòng)態(tài)建模技術(shù)體系，同時(shí)

5、在論文中還提出了功率開關(guān)器件的改進(jìn)傳輸線模型，并通過(guò)模型傳輸線導(dǎo)納證明了功率開關(guān)器件改進(jìn)傳輸線模型的合理性。變壓器隔離全橋開關(guān)變換器是一個(gè)復(fù)雜電力電子系統(tǒng)，在進(jìn)行數(shù)字仿真時(shí)的數(shù)值穩(wěn)定性和收斂性直接影響了傳輸線動(dòng)態(tài)建模技術(shù)的應(yīng)用，為此，論文通過(guò)從理論上全面、詳細(xì)地分析電路元件傳輸線模型數(shù)值計(jì)算方法的局部截?cái)嗾`差、整體截?cái)嗾`差，研究了傳輸線模型數(shù)字計(jì)算方法的穩(wěn)定性、收斂性問(wèn)題，完善了電力電子電路傳輸線計(jì)算機(jī)仿真模型的理論基礎(chǔ)。同時(shí)，針對(duì)在變

6、換器中的剛性現(xiàn)象，研究在數(shù)值計(jì)算中的變步長(zhǎng)計(jì)算方法，為進(jìn)行變換器的數(shù)字仿真打下基礎(chǔ)。 最后本文建立了全橋帶隔離變壓器直流變換器基于傳輸線建模理論的傳輸線模型數(shù)字仿真模型，運(yùn)用MATLAB的M文件編程方法對(duì)該模型進(jìn)行仿真研究。利用優(yōu)化設(shè)計(jì)和仿真結(jié)果的指導(dǎo)進(jìn)行了工程化樣機(jī)的研制，并對(duì)工程化樣機(jī)開展了電磁兼容試驗(yàn)和型式試驗(yàn)研究，通過(guò)仿真結(jié)果和試驗(yàn)的比對(duì)，驗(yàn)證了開關(guān)變換器工程優(yōu)化設(shè)計(jì)和仿真模型的有效性。 本文的研究是在綜合國(guó)內(nèi)外