1、城軌輔助逆變器是城軌電氣化裝備的核心組成部分，針對城軌輔助逆變器的性能優(yōu)化研究是城市軌道交通電氣化裝備領(lǐng)域相關(guān)研究的重點。近年來，城軌輔助逆變器的高頻化技術(shù)逐步成為了輔助逆變器相關(guān)研究的核心議題。目前，高壓大功率電力電子裝置的高頻化技術(shù)主要包括模塊化集成技術(shù)和軟開關(guān)技術(shù)。其中，軟開關(guān)技術(shù)由于其在開關(guān)電源領(lǐng)域的卓越表現(xiàn)獲得了越來越多的關(guān)注。軟開關(guān)技術(shù)從根本上克服了硬開關(guān)方式具有巨大的開關(guān)損耗這一固有缺陷，從這一點來說，它在高壓大功率電力電

2、子裝備制造領(lǐng)域也應(yīng)當能發(fā)揮其高效的性能。本文對城軌輔助逆變器的前級——DC-DC環(huán)節(jié)進行了軟開關(guān)技術(shù)的適用性分析，設(shè)計了適用于高壓大功率DC/DC變換器的軟開關(guān)系統(tǒng)。對其穩(wěn)定性進行了數(shù)學(xué)分析，并對其可行性進行了仿真和實驗驗證。
　　首先，本文研究了目前幾種典型的軟開關(guān)技術(shù)——移相全橋ZVZCS技術(shù)、移相全橋ZCS技術(shù)、ZCS準諧振技術(shù)以及ZCS PWM技術(shù)，并對這幾種典型軟開關(guān)技術(shù)進行了分析和比對，得出ZCS PWM準諧振變換器是

3、最適用于本設(shè)計的一種軟開關(guān)技術(shù)。
　　然后，本文對于ZCS PWM準諧振技術(shù)進行了進一步的研究，對于該型變換器的軟開關(guān)過程進行了詳細分析;基于工程應(yīng)用的現(xiàn)實需求，給出了相應(yīng)的拓撲改進策略;接著，本文對其軟開關(guān)負載范圍和系統(tǒng)參數(shù)之間的關(guān)系進行了數(shù)學(xué)定義，基于此得到了一種該型軟開關(guān)系統(tǒng)的參數(shù)整定方法，給出了諧振電容和輔助開關(guān)管導(dǎo)通時間的取值過程。并結(jié)合列車和實驗需要進行了主拓撲的參數(shù)選型，包括隔離變壓器設(shè)計、濾波器設(shè)計等。
　　

4、接著，本文基于狀態(tài)空間平均法，給出了變換器系統(tǒng)在時域下的數(shù)學(xué)模型。基于李雅普諾夫第一方法給出了系統(tǒng)的穩(wěn)定性邊界，對系統(tǒng)的穩(wěn)定性進行了驗證。
　　最后，本文搭建了容量為32kW，開關(guān)頻率為8kHz的實驗樣機，對本文所述的ZCS PWM準諧振變換器進行了功能驗證以及高壓大功率工況的可行性驗證。經(jīng)過波形測量和溫度考核，證明該樣機在規(guī)定的負載范圍內(nèi)均能實現(xiàn)軟開關(guān)，溫升情況在可控和可以接受的范圍內(nèi)。證明了本文所述的ZCS PWM準諧振軟開關(guān)